系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）是一種典型的自身免疫性疾病，以免疫系統(tǒng)異常激活為特征，具有高度的細胞異質(zhì)性，可導(dǎo)致多個器官和組織的慢性炎癥和衰弱損害。SLE在臨床上的發(fā)展、表征和嚴重程度具有較大差異性，病程難以預(yù)測。因此，準確識別SLE發(fā)病的遺傳學(xué)和細胞型特異性機制，將有助于改善SLE的治療。先前的研究發(fā)現(xiàn)CD8⁺T細胞參與了SLE的發(fā)病過程，但是CD8⁺T細胞在SLE中的細胞異質(zhì)性及其機制尚不清楚。

2023年3月，中山大學(xué)孫逸仙紀念醫(yī)院郭慶課題組和同濟大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院陳坤研究組等單位合作在eBioMedicine上發(fā)表了“Cytotoxic CD161^?CD8⁺ T_EMRA cells contribute to the pathogenesis of systemic lupus erythematosus"的文章。該研究揭示了SLE的細胞異質(zhì)性，證實了DTHD1相關(guān)的CD161^?CD8⁺ T_EMRA細胞亞群在SLE的發(fā)病機制中的重要作用，為SLE的診斷和治療提供了一個新的視角。

為研究與SLE細胞類型特異性改變相關(guān)的遺傳關(guān)聯(lián)，研究人員對一個SLE家系的外周血單核細胞（PBMC）進行了單細胞轉(zhuǎn)錄組測序（scRNA-seq）和全外顯子組測序（WES），以探究與SLE相關(guān)的免疫細胞組成的變化。結(jié)果表明，scRNA-seq和WES數(shù)據(jù)不僅呈現(xiàn)了SLE中已知的B細胞和CD4⁺T細胞異質(zhì)性，還發(fā)現(xiàn)PBMCs中的CD8⁺T淋巴細胞同樣具有明顯的異質(zhì)性。

接下來，研究人員利用Monocle3揭示了CD8+T細胞從初級CD8_SELL細胞開始，通過以CD8_GZMK細胞為特征的中間狀態(tài)，最終到達兩個獨立的終端譜系（終末分化T細胞，T_EMRA），分別是CD8_GZMB和CD8_GZMH。基因差異表達（DEG）分析表明，CD8_GZMB細胞高表達“T細胞活化"、“T細胞受體信號通路"相關(guān)基因，而CD8_GZMH細胞則高表達CD161、KLRC2、IKZF2和LAG3等NK細胞特征基因。此外，CD8_GZMB細胞表現(xiàn)出比CD8_GZMH細胞更低的耗竭分數(shù)和更高的激活分數(shù)，表明它們在SLE發(fā)病機制中的不同作用。因此，研究人員將CD8_GZMB細胞和CD8_GZMH細胞分別更名為CD161^?CD8⁺T_EMRA細胞和CD161⁺CD8⁺T_EMRA細胞。有趣的是，細胞毒性CD161^?CD8⁺ T_EMRA細胞在SLE患者中顯著增加，并且該亞群的激活與病毒感染密切相關(guān)。通過對來自具有SLEDAI評分的SLE患者公開的RNA-seq圖譜分析，研究人員證明了CD161的低表達與高SLEDAI評分密切相關(guān)，CD161^?CD8⁺T_EMRA更能代表SLE的病理特征。

隨后，WES分析發(fā)現(xiàn)，在SLE家系中與SLE高度相關(guān)的DTHD1基因的死亡結(jié)構(gòu)域（DD）存在移碼突變，在SLE患者的PBMCs中的表達顯著下調(diào)，并在CD161^?CD8⁺T_EMRA細胞呈現(xiàn)低表達。為探究DTHD1下調(diào)如何影響CD161^?CD8⁺T_EMRA細胞在SLE中的異常增殖，研究人員從健康人PBMCs分離出CD8⁺T細胞，對DTHD1進行基因敲降，顯著促進了包括p38 MAPK通路和mTOR通路在內(nèi)的細胞增殖信號的激活，提示DTHD1的下調(diào)可能有利于細胞的增殖和抗凋亡（圖1j、k）。隨后，通過將CD161^?CD8⁺T_EMRA細胞與P815共培養(yǎng)，證實了DTHD1基因沉默的人原代CD8+T細胞對P815細胞具有更強的殺傷能力。

圖1 DTHD1敲降實驗

作者進一步研究了DTHD1在SLE發(fā)病中的的分子機制。相互作用分析表明，DTHD1可以通過DD與髓樣分化因子（MYD88）相互作用，NF-κB是MYD88誘導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)下游的核心轉(zhuǎn)鐵蛋白（圖2e）。實驗證明，野生型DTHD1而不是突變體DTHD1的過表達顯著降低了MYD88誘導(dǎo)的NF-κB的激活（圖2h）。因此，DTHD1的低表達或失活將釋放其對MYD88的抑制，激活NF-κB信號。此外，mTOR信號激活是T細胞增殖的主要原因，使用化學(xué)抑制劑TAK-242可以抑制MYD88活性，阻礙TCR誘導(dǎo)的mTOR信號的激活，進而抑制CD8⁺ T_EMRA細胞擴增，并有效降低對P815細胞的細胞毒性（圖2i）。上述結(jié)果表明，DTHD1基因突變可通過調(diào)節(jié)MYD88介導(dǎo)的途徑導(dǎo)致細胞毒性CD161^?CD8⁺T_EMRA細胞亞群的異常擴增，是SLE發(fā)病機制中的重要一環(huán)。同時，作者發(fā)現(xiàn)CD161^?CD8⁺T_EMRA細胞可以通過光信號與其他免疫細胞相互作用，導(dǎo)致全身性炎癥。在SLE的臨床診斷中，該細胞亞群也可以作為一種新的細胞標志物。

值得注意的是，鑒于原代T細胞難轉(zhuǎn)染的特性，為了研究DTHD1基因在CD8⁺ T細胞中的功能，研究人員在上述實驗中借助了NEPA GENE品牌的NEPA21高效基因轉(zhuǎn)染系統(tǒng)進行基因過表達和敲降，成功將3μg WT/Mutant-DTHD1過表達質(zhì)粒和50 nM DTHD1 siRNA/NC siRNA分別電穿孔到5×10⁶人原代CD8⁺ T細胞中，為實驗的成功提供了重要助力。

圖2 DTHD1基因突變增強CD161^?CD8⁺T_EMRA細胞毒性