Science重磅：BTNL蛋白对γδ T细胞的保守选择限制了人类炎症性肠病的进展

背景        

αβ T细胞与B细胞和γδ T细胞一起构成了脊椎动物中保守的适应性免疫的第三个组成部分。在小鼠中，典型的γδ表型是细胞在屏障组织(如表皮和肠上皮)中富集。其中，表达组织特异性Vγ链的局部γδ T细胞是通过与存在于健康上皮细胞表面的器官特异性嗜乳脂蛋白样 (BTNL)分子结合来选择的。这种γδ淋巴细胞有助于组织稳态的维持和损伤后的修复。因此，这一生物学在人类中的任何保守性都可能对基础组织生物学和屏障部位的炎症病理产生深远影响，如炎症性肠病 (IBD)， IBD包括复发性和缓解性克罗恩病 (CD)和溃疡性结肠炎 (UC)。在人类中，已发现与BTNL3和BTNL8异构体结合的Vγ4+细胞。然而，人类肠道γδ T细胞在多大程度上反映了小鼠的情况，以及对IBD的潜在影响尚不清楚。IBD在全球的患病率不断上升，尽管治疗取得了进展，但仍有许多未满足的需求。尽管抗炎药在某些情况下可能改善症状和炎症，但它们几乎没有治愈性上皮修复的能力，此外，该领域缺乏可靠的疾病进展预后生物标志物。  

简介

2023年9月13日，来自英国伦敦国王学院的Robin J. Dart及其团队在Science (IF: 56.9)杂志上发表名为Conserved γδ T cell selection by BTNL proteins limits progression of human inflammatory bowel disease的研究[1]。使用在超过150人结肠镜检查时获得的黏膜样本，我们确定了健康人类肠道γδ T细胞群的特征。然后，我们研究了IBD患者以及携带BTNL3和BTNL8生殖细胞系突变的人群中，这一区域的变化情况。最后，我们探讨了结肠γδ T细胞的状态是否可能与IBD患者的治疗缓解相关。     

主要结果

IBD相关细胞因子失调CD103+ Vγ4+ T细胞

首先，我们研究了在IBDI中哪些因素可能导致肠道Vγ4+ CD103+细胞的缺失和/或表型改变。尽管这些表型的改变提示新浸润的CD103negCD45RA+ CD27+ γδ细胞，我们也假设IBD环境可能对此有贡献。由于细胞组成和表型可能发生显著变化，因此在患病和对照全肠道制剂中定量分析基因表达具有挑战性。尽管如此，数据仍显示，IBDI中编码细胞因子IL12、IL18、IL23和TNFa的转录本显著增加。这些细胞因子与IBD密切相关，因为它们具有促炎性质，而且中和TNF α、IL12/ IL23和IL23的抗体对IBD均有效。此外，Vγ4细胞表达编码IL12和TNF α受体的RNA，并且在较低水平表达编码IL18R和IL23R的RNA。因此，我们用IL2+IL15培养原代肠道T细胞7天，另外补充IL12+IL18、TNF α或IL1b+IL23 (这可能通过表达同源受体的细胞间接诱导Vγ4细胞的变化)。

IL12+IL18选择性地使Vγ4+细胞远离标志性的健康肠道表型，相反，表达CD103和TIGIT的细胞频率显著降低 (图5A和B)， NKp46的表达水平显著降低 (图5C)。与这些变化互补的是，表达CD18的细胞频率增加 (图5D)，这通常与CD103阴性细胞相关 (图1F)。与这一总体表型变化一致的是，Vg2/3/4+细胞在BTNL3+ BTNL8的反应中显示出较少的TCR下调，尽管它们的TCR表达在一开始也较低 (图5E)。相反，对IL1b+IL23的反应没有观察到变化 (图5A至E)。TNFα暴露没有降低表达CD103或NKp46的细胞频率，但显著降低了CD103和NKp46细胞表面表达水平，并增加了表达CD18的细胞频率及其表面表达水平 (图5F至H)，而对TIGIT没有明显影响 (图5I)。因此，我们可以得出结论，CD103+ Vg4+肠道T细胞表型不仅可能被浸润细胞取代，而且可能容易受到IBD环境中细胞因子的选择性作用。因此，我们认为特征性CD103+ Vγ4+肠道T细胞表型也可能被我们尚未检测的IBD环境中的其他因素破坏，包括已报道的BTNL3+BTNL8表达减少。  

BTNL3+BTNL8是肠道Vγ4+ T细胞的选择和/或维持因素

在整个IBD肠道中，BTNL3+BTNL8表达的减少对CD103+ Vγ4+肠道T细胞的潜在影响有几个挑战。具体来说，正如上文在细胞因子表达的背景下考虑的那样，细胞组成和活化状态发生了变化，而且目前还没有测量Vγ4+ T细胞附近的结肠细胞表面BTNL3+BTNL8表达是否实际上减少。因此，为了明确评估这一情况，我们转向了一种已得到证实的拷贝数变异 (CNV)多态性，在这种多态性中，缺失导致BTNL8 N末端与BTNL3 C末端的框内融合 (图6A)。在欧洲，这种等位基因的纯合子率约为9%。等位基因可以通过标准的聚合酶链反应 (PCR)鉴定，但考虑到常规遗传分析难以检测CNV，我们还鉴定了替代单核苷酸多态性 (SNP) rs72494581，以便于在DNA微阵列中可靠地鉴定CNV。       

结论及展望

BTNL介导的选择是一种进化保守的生物学行为，驱动了具有独特表型的肠道γδ T细胞的出现。这些BTNL选择的细胞在UC和CD中频繁缺失和失调，以及BTNL形态低下与CD疾病表型的关联，表明了这些细胞在调节和/或恢复组织完整性方面的进化保守作用。因此，对于一种主要以抗炎治疗，但仍无法通过药物治疗治愈的全球发病率不断增加的疾病，IBD可能受益于恢复局部γδ T细胞活性的临床模式，从而促进组织监测和修复。此外，监测局部γδ T细胞状态可能增加患者疾病缓解或复发的可能性的预后生物标志物。

原文链接

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh0301

参考文献

1.Dart Robin J,Zlatareva Iva,Vantourout Pierre et al. Conserved γδ T cell selection by BTNL proteins limits progression of human inflammatory bowel disease.[J] .Science, 2023, 381: eadh0301.

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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