Nature：浙江大學(xué)侯宇等解析神經(jīng)肽調(diào)控T細(xì)胞發(fā)育新機(jī)制

哈佛醫(yī)學(xué)院/布萊根婦女醫(yī)院 Vijay K. Kuchroo 團(tuán)隊(duì)等（侯宇博士為第一作者，浙江大學(xué)良渚實(shí)驗(yàn)室“百人計劃”研究員）在 Nature 期刊發(fā)表了題為：Neuropeptide signaling orchestrates T cell differentiation 的研究論文。

該研究利用了小鼠體內(nèi)以及體外的CRISPR-Cas9篩選系統(tǒng)，篩選了調(diào)節(jié)CD4⁺ T細(xì)胞分化的關(guān)鍵作用因子，揭示T細(xì)胞表達(dá)的神經(jīng)遞質(zhì)受體（RAMP-CRLR）能夠直接感知神經(jīng)細(xì)胞分泌的降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP），從而響應(yīng)病毒感染免疫反應(yīng)，高效分化Th1細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)有效的病毒殺傷。該研究揭示了神經(jīng)-免疫調(diào)控的新機(jī)制，為疾病的免疫治療提供了新思路。

首先，該研究利用小鼠體內(nèi)病毒感染模型，結(jié)合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，進(jìn)行了小鼠體內(nèi)Th1細(xì)胞分化的擬時序分析，鑒定Th1體內(nèi)分化的動態(tài)表達(dá)圖譜。隨后，運(yùn)用T細(xì)胞體外分化體系，建立Th1/Th2雙分化系統(tǒng)，結(jié)合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，鑒定Th1細(xì)胞分化特異性高表達(dá)的基因。綜上，結(jié)合T細(xì)胞體內(nèi)和體外分化的表達(dá)模式，鎖定基因功能篩選的候選基因（圖1）。

然后，研究團(tuán)隊(duì)利用CRIPSR-Cas9基因篩選系統(tǒng)進(jìn)行小鼠T細(xì)胞體內(nèi)和體外分化的基因功能篩選（圖2），并按照基因的功能進(jìn)行排序，鑒定Th1分化的正向調(diào)節(jié)因子RAMP3。RAMP3能夠與CRLR蛋白在細(xì)胞表面形成神經(jīng)遞質(zhì)CGRP/ADM的受體，但是RAMP3在T細(xì)胞中調(diào)節(jié)Th1分化的具體機(jī)制還未可知。

接下來，研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)了神經(jīng)遞質(zhì)CGRP同樣可以促進(jìn)Th1細(xì)胞的分化，這與鑒定的RAMP3在T細(xì)胞中的調(diào)控作用一致。進(jìn)一步運(yùn)用RAMP3基因敲除的T細(xì)胞，研究者揭示了CGRP是通過T細(xì)胞表達(dá)RAMP3發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。轉(zhuǎn)錄組測序顯示CGRP激活T細(xì)胞中第二信使cAMP通路，cAMP的作用與CGRP高度一致，同樣可以促進(jìn)Th1細(xì)胞的分化。結(jié)合CUT&Tag測序、Luciferase、Western等實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探究了CGRP通過RAMP3調(diào)控T細(xì)胞分化的作用機(jī)制：CGRP-RAMP3軸激活下游pCREB的表達(dá)，從而激活轉(zhuǎn)錄因子ATF3的表達(dá)，ATF3通過順式作用上調(diào)Th1分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子STAT1的表達(dá)，從而促進(jìn)T細(xì)胞向Th1亞群分化（圖3）。

最后，研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用小鼠LCMV病毒感染模型進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)CGRP-RAMP3神經(jīng)免疫軸在小鼠抗病毒免疫過程中的重要調(diào)控功能。在小鼠急性病毒感染的第7天，野生型小鼠中大部分病毒已經(jīng)被清除，而在CGRP基因缺失的小鼠中仍有較高的病毒滴度，以及腫大的脾臟，其原因是在CGRP基因缺失的小鼠中沒有激活有效的Th1免疫應(yīng)答，說明CGRP的表達(dá)對Th1細(xì)胞介導(dǎo)的病毒清除過程至關(guān)重要。同樣，在RAMP3基因缺失的小鼠中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了和CGRP基因缺失小鼠中一樣的現(xiàn)象，體現(xiàn)在病毒清除能力低下，腫大的脾臟以及受損的Th1細(xì)胞分化。利用小鼠T細(xì)胞移植轉(zhuǎn)移模型，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步鎖定了T細(xì)胞中RAMP3的表達(dá)對病毒感染誘導(dǎo)的體內(nèi)Th1分化至關(guān)重要。

綜上所述，該研究通過單細(xì)胞測序，CRISPR-Cas9基因功能篩選鑒定了全新的神經(jīng)-免疫調(diào)控軸，運(yùn)用小鼠病毒感染模型，揭示了CGRP-RAMP3軸在激活有效的抗病毒免疫反應(yīng)過程中的重要作用，為全面理解神經(jīng)-免疫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，探索新的免疫治療靶點(diǎn)，提供了新的視角。