大家好，今天我们小组分享的文献是年9月份发表在《Immunity》上的一篇文章，题为“CognaterecognitionofmicrobialantigensdefinesconstrictedCD4+Tcellreceptorrepertoiresintheinflamedcolon”。本文的通讯作者是来自德国亚琛工业大学的OliverPabst教授，他们的研究集中在粘膜免疫系统，致力于对肠道和肝脏的多样性相互作用进行全面研究。

免疫系统不断面对肠道中丰富的抗原，必须可靠地做出正确的决定：即对病原体应有效对抗，但同时应耐受食物和肠道微生物群的无害抗原。如果这种平衡受到干扰，对无害抗原的炎症免疫反应越来越多地启动，就会产生炎症性肠病。炎症性肠病（IBD）指消化道特别是肠道的慢性炎症，是一种累及回肠、直肠、结肠的特发性肠道炎症性疾病。临床表现为腹泻、腹痛，甚至会有血便。IBD的两种主要类型是克罗恩病和溃疡性结肠炎，其发病率为每10万人中就有-人，在西方国家发病率较高，目前没有较好的IBD治疗方法。据了解，肠道T细胞的关键方面，包括它们的抗原特异性和它们被微生物群和其他肠道抗原的选择，以及单个T细胞克隆对调节和效应功能的贡献，仍未得到解决。因此，作者跟踪了过继转移的T细胞群体，以指定T细胞受体库和肠道抗原环境的相互关系。

作者构建了一个过继转移性结肠炎模型来研究炎症结肠中CD4+T细胞的分群情况。他们通过从Foxp3GFP供体小鼠淋巴结中分选出CD4+CD62L+CD44-Foxp3GFP-naiveT细胞，静脉注射至T、B细胞缺失的Rag2缺陷受体小鼠体内，注射6-8周后受体小鼠表现出渐进性的体重减轻、结肠缩短和组织炎症的慢性结肠炎特征。在受体小鼠结肠中，CD4+T细胞分为外周诱导的Foxp3+Treg（pTreg）细胞群，以及分泌IFN-g和IL-17A的Teff细胞亚群。接下来他们根据这些细胞的TCRα链结构不同对其克隆型进行分类分析。他们发现同一受体小鼠体内分泌IFN-g和分泌IL-17A的Teff细胞具有类似的TCRα链结构，却与pTreg差别较大；而不同受体小鼠间各类细胞的TCRα链结构均有极大差异。而且这些Teff细胞中，仅仅25个不同TCRα链的细胞克隆型就达到细胞总数的50%，而pTreg中占比多的TCRα链细胞克隆型甚至数量更少，多样性更低。这些数据都表明在每只受体小鼠中都有一类具有个体特异性的T细胞会扩增导致结肠炎的发生。

作者将3份naiveT细胞分别体外扩增成T细胞，TCR测序表明3份T细胞的TCR库迥异（图2A，B）。作者将5份naiveT细胞分别体外扩增成T细胞后混合，再分为3份均一化T细胞（HCC），TCR测序表明3份HCC的TCR库相似（图2C，D）。

图2harmonized-clone培养细胞具有较高的TCRα库相似性和克隆重叠

作者将一个孔扩增的细胞和3个孔或10个孔混起来的harmonized-clone培养细胞（HCC）转移到受体鼠中，发现与单一培养的细胞相比，混合培养的HCC具有更高的TCRA多样性（图3A），小鼠发病更严重。从B、C、D、G可以看出，转移混合培养HCC的小鼠体重减轻更多（图3B），结肠缩短更多（图3C），相应的组织病理学现象也更严重（图3D和3G），最明显的是结肠中活性T细胞的积累。其中中性粒细胞的积累与transferna?veT细胞相比不太一致（3E），但在两组中都观察到类似频率的Foxp3+pTreg细胞（3F）。

图3harmonized-clone培养细胞的转移会导致过继转移的rag缺陷受体的结肠炎

将两种HCC（HCC1、HCC2）转入Rag2-/-小鼠诱导肠炎后，提取肠道T细胞进行TCR测序。转入HCC1的小鼠肠道T细胞TCR库高度类似；转入HCC2的小鼠肠道T细胞TCR库高度类似；但转入HCC1与HCC2的小鼠相比，TCR库迥异（图4）。

图4转移了harmonized-clone培养细胞的受体鼠中产生了类似的结肠TCRα库

肠道会接触大量的抗原，包括微生物、环境抗原、食物及自身抗原等。本文中，作者聚焦于微生物对于TCR库的影响。流程如图5A，他们在HCC转移4周前不处理或万古霉素处理受体小鼠。在转移当天，作者发现万古霉素处理后，初始菌群和未处理没有较大变化，但转移后肠道菌群最终发生大幅变化。在5B、C中，我们看到随着时间推移，万古霉素处理组小鼠体重更重，肠道炎症更轻，pTreg细胞比例更高。值得注意的是，万古霉素处理组使得TCRα库发生了偏离。图5D-G中，两组Teff或者Treg的TCRα库进行比较，发现同一组内的相关性更高，而不同组间的相似性较低。这些结果尽管万古霉素处理在最初没有大幅度改变菌群组成，但这些很小的变化能够剧烈得影响抗原环境，重塑肠道TCR库。

图5在HCC受体鼠之间，抗生素治疗和肠道微生物群的变化使TCRα库相似度不偶联

将同一HCC转入P.intestinalis定植或未定植的Rag2-/-小鼠诱导肠炎后，提取肠道T细胞进行TCR测序。定植P.intestinalis的小鼠肠道T细胞TCR库高度类似；未定植P.intestinalis的小鼠肠道T细胞TCR库高度类似；定植P.intestinalis与未定植P.intestinalis的小鼠相比，TCR库迥异（图6）。这表明单一菌株的定植可以造成肠道TCR库的定向偏移。

图6单一菌株的定植可以造成肠道TCR库的定向偏移

为了明确T细胞受体库和肠道抗原环境的相互关系，研究人员追踪了过继转移的T细胞群。结果表明，主导的TCRα克隆型在产生干扰素-γ和白细胞介素-17的T细胞之间共享，但不包括调节性Foxp3+T细胞。相同的TCRα克隆型在不同个体的结肠中积累，而抗生素或确定的定植与不同的T细胞克隆型扩张相关。这些结果证明了肠道CD4+T细胞激活的关键方面，并表明在结肠炎期间，少数微生物物种对肠道T细胞组合发挥了主导作用。研究人员推测，优势的促炎症T细胞克隆可能为人类炎症性肠病提供一个治疗靶标。

撰稿人：楼方舟、孙洋、徐臻尧、孙力波、凡丽

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