北京友谊医院张栋/张忠涛教授团队揭示双阴性T细胞的单细胞转录组图谱

该研究解决了双阴性T细胞研究领域的长期争议,对双阴性T的深入研究、机制阐述以及转化应用有着重要意义。

2021年5月,首都医科大学附属北京友谊医院张栋教授和张忠涛教授团队在《Journal of Autoimmunity》上发表题为“Transcriptome landscape of double negative T cells by single-cell RNA sequencing”的论文。研究团队利用单细胞转录组测序技术发现,双阴性T细胞(TCRαβ+CD4-CD8-NK1.1-αGalcel-CD1d- T cells)具有明显异质性,包含行使促炎、免疫杀伤及固有免疫类似功能的多种细胞亚群。该研究解决了双阴性T细胞研究领域的长期争议,对双阴性T的深入研究、机制阐述以及转化应用有着重要意义。附属北京友谊医院杨璐博士后、朱彦兵副研究员、田丹副研究员和王崧助理研究员为共同第一作者,张栋教授、张忠涛教授以及中科院赵屹教授、美国加州大学戴维斯分校的Gershwin教授为共同通讯作者。

尽管双阴性T细胞在外周淋巴组织中含量很少,缺乏特征性表面标记分子,但越来越多的研究证实双阴性T细胞在自身免疫性疾病的发病、器官移植排斥反应及GVHD的发生、肿瘤免疫以及微生物和寄生虫感染中发挥了重要的作用。然而针对双阴性T在这些疾病中的具体功能,尤其是在自身免疫性疾病中行使促炎亦或保护的功能却长期存在争议。因此对这一特殊类型的T细胞的系统和深入的研究,对更好的理解机体免疫系统,对自身免疫性疾病、器官移植排斥反应以及肿瘤等多种疾病的发生、发展以及治疗具有重要的意义。

研究团队通过单细胞转录组测序技术对C57BL/6小鼠脾脏中的双阴性T细胞进行研究发现,双阴性T细胞具有多个功能异质性亚群,分别表达促炎、免疫杀伤以及固有免疫相关的功能分子。而体外利用anti-CD3/CD28刺激活化后,可以明显增强双阴性T细胞的促炎和杀伤功能分子的表达。研究还发现,具有免疫杀伤功能的双阴性T细胞亚群特异性高表达Ikzf2转录因子,可能作为其潜在的特征界定分子。基于这些发现,研究团队推测在自身免疫性疾病中,促炎双阴性T细胞亚群可产生促炎细胞因子IL-17,推动了自身免疫性疾病的进展。相反,免疫杀伤性双阴性T细胞亚群可以通过对多种炎性免疫细胞的杀伤控制机体过度的免疫反应,重建免疫平衡。因此,双阴性T细胞中的免疫杀伤亚群、而非促炎亚群,可以作为一种潜在的细胞治疗药物,用于多种自身免疫性疾病和肿瘤的治疗。

该研究首次描绘了双阴性T细胞的单细胞转录组图谱及发育状态等属性,是目前对双阴性T细胞最新颖最深入的研究,解决了双阴性T细胞研究领域的长期争议,为深入探讨双阴性T细胞在多种疾病中的作用和机制提供了全新的基础,也为双阴性T细胞的临床应用提供了重要的依据。

该研究由国家自然科学基金(81570510、81870399和82001694)资助。

张栋,教授、博士生导师、研究员。主要研究方向为自身免疫性疾病及炎症相关性疾病的免疫学发病机制及免疫治疗。现任首都医科大学附属北京友谊医院、北京市临床医学研究所临床免疫学研究室主任,移植耐受与器官保护北京市重点实验室主任,口腔与全身健康免疫研究实验室副主任。青年北京学者、北京市卫生系统高层次卫生技术人才学科带头人等人才计划入选者。承担国家自然科学基金、北京自然科学基金等多项课题;以第一或通讯作者在《Blood》《Nature Communications》《Cell Reports》《American Journal of Transplantation》《Diabetologia》等期刊发表多篇成果。

张忠涛,教授、博士生导师、主任医师。主要研究方向为代谢综合征及消化系统肿瘤的发病机制及诊疗技术。现任首都医科大学附属北京友谊医院副院长,国家消化系统疾病临床医学研究中心副主任、普外分中心主任,首都医科大学普通外科学系主任,中华医学会外科学分会副主任委员兼结直肠外科学组组长,中国医师协会外科医师分会副会长,中国医学装备协会外科装备分会会长。承担国家自然科学基金、科技部重大专项等多项课题。担任中华医学会系列期刊《国际外科学杂志》《Surgery for Obesity and Related Diseases》(中文版)主编,《Chinese Medical Journal》《中华肝胆外科杂志》副主编,《Annals of Surgery》(中文版)、《Annals of Oncology》(中文版)、《中华外科杂志》编委。在《lancet oncology》《Nature Communications》《Cell Reports》《British Journal of Surgery》等期刊发表多篇成果。获卫生部突出贡献中青年专家、北京市卫生系统高层次卫生技术人才学科带头人等荣誉。

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