淋巴細(xì)胞在體內(nèi)的遷移對(duì)于免疫監(jiān)視、炎癥反應(yīng)和免疫耐受的建立至關(guān)重要。這些細(xì)胞通過(guò)特定的趨化因子受體被引導(dǎo)至特定的組織和器官，并在那里執(zhí)行免疫防御、調(diào)節(jié)和監(jiān)視功能。目前已有研究揭示了小腸、結(jié)腸和皮膚的淋巴細(xì)胞趨化機(jī)制，但對(duì)于呼吸道和非腸道粘膜組織的選擇性趨化因子知之甚少。這些部位的免疫環(huán)境獨(dú)特，需要特別的免疫細(xì)胞類(lèi)型和功能來(lái)保護(hù)和維持健康。因此，識(shí)別和理解這些部位的趨化因子作用機(jī)制對(duì)于揭示免疫細(xì)胞如何被定向到這些組織具有重要意義。

美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院Borja Ocón，Menglan Xiang和Yuhan Bi共同合作取得了重要進(jìn)展。他們研究發(fā)現(xiàn)了肺、非腸粘膜和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的淋巴細(xì)胞GPR25-CXCL17趨化親和軸，該軸參與調(diào)控非腸道粘膜和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫和耐受性，相關(guān)研究成果已于2024年9月18日在線(xiàn)發(fā)表于《Nature》。接下來(lái)將大致介紹一下這篇研究。

在該研究中，首先研究人員通過(guò)多組學(xué)數(shù)據(jù)分析和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析將GPR25確定為關(guān)鍵的淋巴細(xì)胞趨化性受體，并進(jìn)一步將CXCL17鑒定為GPR25的潛在配體。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)，免疫組化，RNAscope，體外趨化實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等方法揭示了GPR25-CXCL17軸在淋巴細(xì)胞歸巢、組織駐留記憶和免疫調(diào)節(jié)等功能中的關(guān)鍵作用，在增進(jìn)對(duì)淋巴細(xì)胞遷移機(jī)制理解的同時(shí)為開(kāi)發(fā)新的免疫治療策略提供了潛在的靶點(diǎn)。

單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，GPR25在呼吸道（包括鼻腔、氣管和支氣管）中的淋巴細(xì)胞表達(dá)水平顯著高于腸道淋巴細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)表明GPR25可能在呼吸道和非腸道粘膜的免疫監(jiān)視中發(fā)揮重要作用。其中，GPR25在CD8 T細(xì)胞中的表達(dá)較為突出，這可能與這些細(xì)胞在粘膜免疫中的功能有關(guān)。值得關(guān)注的是，人類(lèi)腦脊液（CSF）中的T細(xì)胞也存在GPR25的表達(dá)，這暗示GPR25可能在CNS的免疫調(diào)節(jié)中也具有重要意義。

圖1. GPR25在不同組織中的淋巴細(xì)胞中的表達(dá)水平

針對(duì)胸腺淋巴細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果表明，GPR25的表達(dá)水平在特定天然T細(xì)胞亞群的成熟過(guò)程中存在上調(diào)，這表明GPR25可能有助于先天T細(xì)胞遷移到目標(biāo)組織。而在扁桃體中，GPR25的表達(dá)水平在激活的B細(xì)胞和T細(xì)胞中出現(xiàn)了上調(diào)，這同樣表明其可能與淋巴細(xì)胞的遷移作用相關(guān)。值得關(guān)注的是，在胸腺和外周淋巴組織中，GPR25的表達(dá)水平均在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）的發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)上調(diào)，這表明其可能在維持免疫耐受和預(yù)防自身免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用。

圖2. GPR25在不同發(fā)育和激活狀態(tài)的淋巴細(xì)胞中的表達(dá)水平

在確定GPR25為關(guān)鍵性的淋巴細(xì)胞趨化性受體后，研究者嘗試通過(guò)生物信息學(xué)手段對(duì)與其存在相互作用的配體進(jìn)行鑒定。以GPR25的結(jié)構(gòu)特性為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)確定篩選標(biāo)準(zhǔn)，在獲得多個(gè)候選配體后進(jìn)一步評(píng)估其與GPR25在49種非淋巴組織中的表達(dá)相關(guān)性。結(jié)果表明，CXCL17的表達(dá)模式與GPR25陽(yáng)性細(xì)胞的組織浸潤(rùn)相關(guān)，提示CXCL17可能是GPR25的潛在配體。體外實(shí)驗(yàn)表明，表達(dá)GPR25的細(xì)胞系可以與Human IgFc-4CysCXCL17結(jié)合，而這一作用可以被未標(biāo)記的4CysCXCL17阻斷，這初步印證了生信分析的結(jié)果，證明了GPR25與CXCL17在體外存在相互作用。

圖3. 生物信息學(xué)及體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證GPR25與CXCL17的相互作用

接下來(lái)，研究人員嘗試驗(yàn)證CXCL17對(duì)表達(dá)有GPR25的淋巴細(xì)胞是否具有趨化作用。結(jié)果表明，在穩(wěn)定表達(dá)GPR25的L1.2細(xì)胞系中，CXCL17可以以劑量依賴(lài)性的方式激活RhoA信號(hào)通路。且GPR25陽(yáng)性細(xì)胞對(duì)CXCL17有高效遷移反應(yīng)，而GPR25陰性細(xì)胞無(wú)此反應(yīng)。此外，人類(lèi)PBMC和扁桃體中的T細(xì)胞也能響應(yīng)CXCL17進(jìn)行遷移，其中GPR25陽(yáng)性細(xì)胞遷移能力更強(qiáng)。以上結(jié)果表明，表達(dá)有GPR25的淋巴細(xì)胞在體外對(duì)CXCL17具有趨化作用，進(jìn)一步證明了CXCL17與GPR25間存在軸向趨化作用。

圖4. 血液淋巴細(xì)胞對(duì)CXCL17的趨化作用驗(yàn)證

CXCL17已被證實(shí)粘膜組織中存在表達(dá)，但其在不同器官中的全面表達(dá)模式尚不完全清楚。為了填補(bǔ)這一空白，研究人員利用人類(lèi)蛋白質(zhì)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，分析了CXCL17在多種上皮細(xì)胞中的表達(dá)情況，結(jié)果顯示CXCL17在呼吸道、食道、胃、膽管等多種粘膜組織中的上皮細(xì)胞存在廣泛表達(dá)，尤其在氣道上皮細(xì)胞中的表達(dá)量最高。此外，CXCL17也在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元中表達(dá)，但在膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)較低。這一結(jié)果得到了RNAscope和免疫組化實(shí)驗(yàn)的證實(shí)?？傮w而言，這一結(jié)果與對(duì)CXCL17的功能預(yù)測(cè)結(jié)果相符合，并提示GPR25- CXCL17軸可能在CNS的免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。

圖5.不同器官中CXCL17表達(dá)水平分析

最后，研究者嘗試通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證GPR25-CXCL17軸介導(dǎo)的淋巴細(xì)胞歸巢作用，結(jié)果表明，等量混合注射后，與對(duì)照組相比，轉(zhuǎn)導(dǎo)有GPR25的T細(xì)胞更傾向于定位到生殖道、胃和氣管等部位。在野生型小鼠中，GPR25顯著增強(qiáng)了淋巴細(xì)胞對(duì)特定粘膜組織的歸巢能力，而在CXCL17基因敲除小鼠中，這種效應(yīng)消失，這充分證實(shí)了CXCL17是GPR25的主要功能性配體。

圖6. 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證GPR25-CXCL17軸介導(dǎo)的淋巴細(xì)胞

歸巢作用

總體來(lái)說(shuō)，本研究證實(shí)了GPR25-CXCL17軸介導(dǎo)的淋巴細(xì)胞趨化作用的存在，并揭示了其在調(diào)節(jié)粘膜免疫和免疫耐受中的重要意義，這一發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)新的免疫治療策略提供了潛在的靶點(diǎn)。例如，通過(guò)調(diào)節(jié)GPR25的表達(dá)或CXCL17的活性并與CAR-T等免疫細(xì)胞療法共同聯(lián)用，可能有助于對(duì)包括自身免疫疾病、感染性疾病和腫瘤在內(nèi)的疾病進(jìn)行治療。在未來(lái)，可以通過(guò)人類(lèi)樣本進(jìn)一步探索這一軸向作用在不同疾病中的所扮演的角色，并嘗試通過(guò)對(duì)其的干預(yù)達(dá)到治療疾病的目的。