記憶T細(xì)胞（TM），是人體免疫細(xì)胞。人體免疫的第三道防線中分為兩部分，一是體液免疫、二是細(xì)胞免疫。T細(xì)胞分裂和分化后，會(huì)分別形成記憶T細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞，而記憶T細(xì)胞則會(huì)在下一次抗原入侵時(shí)再次將記憶中的殺毒方法再次調(diào)動(dòng)出來(lái)，再次破壞靶細(xì)胞即受病菌或病毒感染的細(xì)胞，釋放出靶細(xì)胞中的抗原。

適應(yīng)性免疫應(yīng)答的特點(diǎn)之一是具有記憶性。當(dāng)免疫反應(yīng)清除抗原后，大部分效應(yīng)T細(xì)胞會(huì)死亡，而一部分CD4+和CD8+T細(xì)胞會(huì)分化為記憶性T細(xì)胞，當(dāng)再次遇到抗原時(shí)可以迅速增殖分化完成相應(yīng)的免疫應(yīng)答。根據(jù)表型，功能和轉(zhuǎn)錄因子，記憶性T細(xì)胞又可以進(jìn)一步分為不同的亞群：效應(yīng)記憶性T細(xì)胞（effector memory T cell，TEM），中央記憶性T細(xì)胞（central memory T cell，TCM），組織駐留記憶性T細(xì)胞（Tissue resident memory T cell，TRM），干細(xì)胞記憶性T細(xì)胞（stem cell memory T cell，TSCM）等。機(jī)體精妙地賦予不同的記憶性T細(xì)胞不同的特性，如TCM猶如“中央軍”駐留于淋巴組織枕戈待旦，而TRM則作為“地方軍”常駐外周組織守衛(wèi)前線。鑒于TRM在腫瘤組織和屏障組織中的優(yōu)越表現(xiàn)【1】，越來(lái)越多的研究試圖揭開其分化和功能的秘密以充分用于疾病的治療。

研究發(fā)現(xiàn)，人皮膚可能存在200億個(gè)T細(xì)胞，其中有50-70%的T細(xì)胞表達(dá)Trm的標(biāo)記CD103a和CD69【2,3】。這些皮膚定居的TRM提供快速的局部免疫保護(hù)。皮膚中的Trm也存在異質(zhì)性，CD49a可以標(biāo)記一群具有細(xì)胞毒性的TRM【4】，且位于表皮和真皮內(nèi)的TRM在功能上也有所不同。在表皮中，CD8+CD69+CD103+CD49a+的細(xì)胞表達(dá)IFNγ，CCR1和Granzyme B等，具有細(xì)胞毒性，在白癜風(fēng)中可能有促進(jìn)作用。而CD8+CD69+CD103+CD49a-細(xì)胞群則表達(dá)IL-17F，IL-23R和CCR6等，在銀屑病中可能有促進(jìn)作用。盡管目前認(rèn)為IL-15和TGF-β對(duì)于TRM的建立很重要，但是皮膚中的TRM是如何建立以及其轉(zhuǎn)錄因子和分化的機(jī)制仍然不清楚。

近日，來(lái)自瑞典卡羅林斯卡研究院的Yenan T. Bryceson?教授在Immunity雜志上在線發(fā)表題為Human skin-resident CD8+ T cells require RUNX2 and RUNX3 for induction of cytotoxicity and expression of the integrin CD49a的研究文章。該論文揭示人表皮CD8+CD69+CD103+CD49a+T細(xì)胞可能來(lái)源于外周CD8+CD45RA-CD62L+中央記憶性T細(xì)胞，且RUNX2和RUNX3在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。在黑色素瘤病人中，高RUNX2對(duì)應(yīng)更強(qiáng)大的CD8+CD69+CD103+CD49a+T細(xì)胞毒性并改善病人存活。

首先，研究人員使用ATAC-seq和公共數(shù)據(jù)庫(kù)的bulk RNA-seq分析流式分選的人皮膚真皮和表皮的TRM，包括表皮的CD8+CD69+CD103+CD49a+，CD8+CD69+CD103+CD49a-和真皮的CD8+CD103+，CD8+CD103-的細(xì)胞群體。差異可即性峰（Differential accessible peaks，DA peaks）的PCA分析可以將這四群細(xì)胞區(qū)分開來(lái)。在表皮CD8+CD69+CD103+CD49a+的DA peaks包括細(xì)胞毒性相關(guān)基因（GZMB, PRF1, STX11, IFNG, CCL4），TCR相關(guān)通路組分和NK細(xì)胞受體KLRC1和SLAMF7。為了進(jìn)一步揭示皮膚不同TRM亞群的基因調(diào)節(jié)，作者根據(jù)染色質(zhì)的可即性模式將DA peaks分為5個(gè)不同的群（圖1）。第一群具有最多的DA peaks，相關(guān)的基因包括IL7R，KLRG1, KLF2, 和TCF7。第二群具有真皮CD103+TRM細(xì)胞中不能接近的DA peaks。第三群包含表皮CD103+CD49a+ TRM細(xì)胞中低染色質(zhì)可即性的基因。第四群具有表皮細(xì)胞高可即性的基因。第五群具有表皮CD103+CD49a+ TRM細(xì)胞中涉及細(xì)胞毒性的基因，包括GNLY, GZMB, GZMH, PRF1, CCL4, CCL3, 和IFNG。通路分析證實(shí)第五群細(xì)胞富集NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性，而維持初始和干細(xì)胞記憶性T細(xì)胞狀態(tài)的FoxO和WNT信號(hào)通路則富集在真皮TRM（圖1）。之后，作者嘗試尋找特異性調(diào)節(jié)皮膚不同CD8+TRM亞群的轉(zhuǎn)錄因子，發(fā)現(xiàn)CD103+CD49a+ TRM細(xì)胞在多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因具有高可即性，包括RUNX2, RUNX3, CEBPD, ETV1, 和PRDM1，而SMAD家族轉(zhuǎn)錄因子則在表皮的CD103+CD49a+ TRM和CD103+CD49a- TRM細(xì)胞中均有富集。相反，STAT, REL homology domain, KLF, 和HMG 家族轉(zhuǎn)錄因子富集在真皮TRM細(xì)胞中。另外，流式檢測(cè)也證明了RUNX3高表達(dá)在所有TRM細(xì)胞亞群，RUNX2則在CD103+CD49a+ TRM 亞群中表達(dá)量最多。這個(gè)結(jié)果與之前報(bào)道TRM的分化需要RUNX3一致【5】。因?yàn)镽UNX3在CD103+CD49a+ TRM 亞群中表達(dá)量最多，作者推測(cè)RUNX3對(duì)其分化至關(guān)重要。

圖1

緊接著，為了探究表皮CD103+CD49a+ TRM 亞群的來(lái)源，作者結(jié)合單細(xì)胞表位，轉(zhuǎn)錄組和TCR測(cè)序，發(fā)現(xiàn)表皮CD103+CD49a+ TRM 亞群克隆與血液中CD8+TCM樣細(xì)胞的TCR存在高度重合。在體外實(shí)驗(yàn)中，作者發(fā)現(xiàn)外周血CD8+T細(xì)胞在TCR激活和IL-15+TGF-β刺激下，快速誘導(dǎo)CD69和CD103的表達(dá)，但CD49a的表達(dá)需要在第14天。有意思的是，初始和CD45RA-CD62L- TEM主要分化為CD69+CD103+CD49a- TRM-樣細(xì)胞，而CD45RA-CD62L+TCM主要分化為表型上類似表皮細(xì)胞毒性TRM細(xì)胞的CD69+CD103+CD49a+和 CD69+CD103-CD49a+ TRM-樣細(xì)胞。另外，RNA-seq也證實(shí)14天體外分化的CD49a+ TRM-樣細(xì)胞具有和表皮CD103+CD49a+ TRM 亞群類似的轉(zhuǎn)錄組和功能特征。因此，外周CD8+TCM可能是皮膚細(xì)胞毒性CD103+CD49a+ TRM 亞群的來(lái)源。

最后，作者在上述建立的CD103+CD49a+ TRM 亞群分化基礎(chǔ)上研究RUNX2和RUNX3的作用。研究者使用spCas9技術(shù)在循環(huán)記憶性CD8+CD62L+TCM中敲除RUNX2和RUNX3，發(fā)現(xiàn)CD69和CD103的表達(dá)主要依賴RUNX3，而CD49a的表達(dá)需要RUNX2和RUNX3。基于此，作者在黑色素瘤中驗(yàn)證RUNX2和RUNX3在細(xì)胞毒性TRM的作用。黑色素瘤的單細(xì)胞測(cè)序中證實(shí)確實(shí)存在表達(dá)ITGAE+ITGA1+T細(xì)胞，類似于表皮CD103+CD49a+ TRM 亞群。正如作者猜想，富集CD103+CD49a+ TRM 亞群基因特征的患者具有更好的生存率。有趣的是，高表達(dá)RUNX2的患者相比于低表達(dá)患者表現(xiàn)出更好的生存率，相似的現(xiàn)象可以在CD69和 ITGA1中觀察到，而RUNX3則無(wú)此現(xiàn)象。

綜上所述，這項(xiàng)研究指出表皮CD8+CD69+CD103+CD49a+ TRM 亞群來(lái)源于外周CD8+CD45RA-CD62L+TCM，RUNX2和RUNX3的功能對(duì)于這個(gè)分化至關(guān)重要，尤其是CD49a以及細(xì)胞毒性基因的表達(dá)。另外，CD8+CD69+CD103+CD49a+ TRM 亞群基因特征可以預(yù)測(cè)黑色素瘤患者更好的生存期。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2023.05.003

參考文獻(xiàn)

1.Kok Lianne., Masopust David., Schumacher Ton N.(2022). The precursors of CD8 tissue resident memory T cells: from lymphoid organs to infected tissues. Nat Rev Immunol, 22(5), 283-293. doi:10.1038/s41577-021-00590-3

2.Clark Rachael A., Chong Benjamin., Mirchandani Nina., Brinster Nooshin K., Yamanaka Kei-Ichi., Dowgiert Rebecca K., Kupper Thomas S.(2006). The vast majority of CLA+ T cells are resident in normal skin. J Immunol, 176(7), 4431-9. doi:10.4049/jimmunol.176.7.4431

3.Watanabe Rei., Gehad Ahmed., Yang Chao., Scott Laura L., Teague Jessica E., Schlapbach Christoph., Elco Christopher P., Huang Victor., Matos Tiago R., Kupper Thomas S., Clark Rachael A.(2015). Human skin is protected by four functionally and phenotypically discrete populations of resident and recirculating memory T cells. Sci Transl Med, 7(279), 279ra39. doi:10.1126/scitranslmed.3010302

4.Cheuk Stanley., Schlums Heinrich., Gallais Sérézal Irène., Martini Elisa., Chiang Samuel C., Marquardt Nicole., Gibbs Anna., Detlofsson Ebba., Introini Andrea., Forkel Marianne., H??g Charlotte., Tjernlund Annelie., Micha?lsson Jakob., Folkersen Lasse., Mj?sberg Jenny., Blomqvist Lennart., Ehrstr?m Marcus., St?hle Mona., Bryceson Yenan T., Eidsmo Liv.(2017). CD49a Expression Defines Tissue-Resident CD8 T Cells Poised for Cytotoxic Function in Human Skin. Immunity, 46(2), 287-300. doi:10.1016/j.immuni.2017.01.009

5.Fonseca Raíssa., Burn Thomas N., Gandolfo Luke C., Devi Sapna., Park Simone L., Obers Andreas., Evrard Maximilien., Christo Susan N., Buquicchio Frank A., Lareau Caleb A., McDonald Keely M., Sandford Sarah K., Zamudio Natasha M., Zanluqui Nagela G., Zaid Ali., Speed Terence P., Satpathy Ansuman T., Mueller Scott N., Carbone Francis R., Mackay Laura K.(2022). Runx3 drives a CD8 T cell tissue residency program that is absent in CD4 T cells. Nat Immunol, 23(8), 1236-1245. doi:10.1038/s41590-022-01273-4