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生信人 · 公众号 · 生物 · 2025-06-07 07:03

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基于这些发现，作者分别将这些细胞簇注释为TCF1 ^hi CD4+ T细胞(簇0)、tfh样T细胞(簇1)、循环(簇2和4)和细胞毒性CD4+ T细胞(簇3)。TCF1 ^hi CD4+ T细胞缺乏TOX驱动的耗竭和EOMES驱动的细胞毒性程序的转录证据(图3E)。表达FOXP3的CD4+调节性T细胞明显罕见(图3E)。TCF1 ^hi CD4+ T细胞表达TGFB1和SMAD3转录本(图3G)，这与转化生长因子β (TGF-β)信号传导可以促进T淋巴干细胞和TRMs的发展的观点一致。TCF1 ^hi CD4+ T细胞富含整合素家族基因(ITGA4、ITGB1和ITGB7)进一步支持上述观点，而组织驻留标记(CX3CR1和ITGAE)主要存在于其他CD4+ T细胞的转录组中。TCF1 ^hi CD4+ T细胞表达LTB，这对TLS的发展至关重要(图3H)。从炎症动脉中分离的TFH样细胞高表达CSF2，其编码粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)。表明CD4+T细胞可能通过分泌原位GM-CSF促进主动脉炎。簇2表现出更强的T细胞受体(TCR)信号特征(图3I)，表明簇1和簇2之间的激活状态不同。

总之，这些数据表明血管炎组织内的CD4+ T细胞具有异质性，TCF1 ^hi CD4+ T细胞对TLS的发展至关重要，TFH可能通过样细胞分泌原位GM-CSF促进主动脉炎。

图3

4.TCF1 ^hi CD4+ T细胞产生TCF1lo效应细胞和循环CD4+ T细胞

为了探索上述CD4+ T细胞亚群之间潜在的谱系关系，作者使用Monocle3进行了细胞轨迹分析，发现从TCF1 ^hi CD4+ T细胞开始分为三个分支，其中两个分支发展为两种不同的效应细胞群，TFH样细胞和细胞毒性CD4+ T细胞。第三个分支产生循环CD4+ T细胞（图4A）。随着分支变化，TCF7的表达逐渐降低(图3D)，这有力地支持了TCF1 ^hi CD4+ T细胞向TCF1lo效应CD4+ T细胞分化并作为原位增殖CD4+ T细胞来源的观点。

为了验证这些结果，作者从用于scRNA-seq的相同互补DNA (cDNA)起始材料中进行了单细胞TCR序列(scTCR-seq)分析，并检查了TCR克隆型是否在五个不同的T细胞群体之间共享。结果发现TRA和TRB均有超过40%的克隆扩增，扩增的克隆型存在于所有5个T细胞簇中(图4D-E）。图4F显示在不同的T细胞亚群中共享TCRα或TCRβ的扩展克隆型。TCF1 ^hi CD4+ T细胞与所有其他CD4+ T细胞簇共享TCR克隆型(图4G-H）。

图4

接下来，作者探索表达TCF7和表达效应分子的T细胞之间的差异是否在病变组织中也存在。TCF7在组织源性CD4+ T细胞中的表达与TBX21、EOMES、IFNG、GZMB等效应分子的表达呈负相关(图5A)。在PBMCs中，T-box转录因子(TBX21)的表达，也称为T-bet，通常与效应分化相关，在主动脉炎患者和对照组的CD4+和CD8+ T细胞中与TCF1蛋白表达呈负相关(图5B-C)。为了从功能上表征TCF1 ^hi 和TCF1lo CD4+ T细胞在自身免疫性疾病过程中的特点。作者检测了老年健康成人(64至83岁)T细胞亚群中TCF1的表达。在CD4+和CD8+ T细胞中，naïve和中枢记忆T细胞(TCM)通常比效应记忆T细胞(TEM)和效应记忆CD45 RA+ T细胞(TEMRA)表达更高浓度的TCF1蛋白（图5D）。强调TCF1表达是低分化T细胞的特征。naïve CD4+ T细胞的后代在增殖细胞早期分裂时保持高TCF1表达。最终，分化末端出现TCF1lo CD4+ T细胞（图5E-F），相比之下，TCF1 ^hi CD4+ T细胞在刺激前在记忆群体中的比例低于50%，并随着每次分裂逐渐下降。因此，naïve CD4+ T细胞是TCF1 ^hi 后代的优越来源，重新填充具有干细胞样特征的T细胞。那么，升主动脉外膜TLS中积累TCF1hi T细胞的患者在周围是否有更高的此类T细胞池。作者对比了主动脉炎患者与年龄匹配对照组外周血T细胞亚群的分布。与健康对照组相比，患者非效应CD4+ T细胞(naïve + TCM细胞)的比例更高，TEMs和TEMRAs的频率更低(图5G)。在CD8+ T细胞中观察到类似的偏态(图5H)，而在非炎症性主动脉瘤患者的T细胞中未检测到这种偏态。这些发现提出了TCF ^hi 样T细胞积累的可能性，延迟免疫老化是主动脉炎的一个危险因素。

总之，这些数据表明TCF1 ^hi CD4+ T细胞向TCF1lo效应CD4+ T细胞分化并作为原位增殖CD4+ T细胞来源，TCF1 ^hi CD4+ T细胞在主动脉炎患者中积累，是疾病危险因素。

图5

5.TCF1 ^hi CD4+ T细胞优先驻留在TLSs内，可能作为TEM细胞的储存库

为了验证组织源性CD4+ T细胞scRNA-seq获得的结果，作者回到主动脉组织并定位了通过转录组学鉴定的功能性T细胞亚群。免疫荧光分析鉴定出TLS内的TCF1 ^hi T细胞(图6A）。TCF1在T细胞中的表达是可变的，从高信号表达到检测不到。为了确定T细胞位置与TCF1表达之间的关系，我们测定了TCF1 ^hi 和TCF1lo T细胞在三个解剖位置的比例:外膜TLS区、外膜非TLS区和内侧室。超过50%的TLS驻留T细胞对TCF1呈强阳性(图6A-C）。超过80%的其他区域的T细胞为TCF1lo(图6A-C)。一致地，TCF1表达与TLS的大小相关(图6D)。作者研究了将TCF1 ^hi T细胞置于组织壁龛中时，TCF1 ^hi T细胞的高增殖潜能是否得以维持。增殖标记Ki67的免疫荧光将增殖的CD4+和CD8+ T细胞定位到外层(图6E-H），特别是进入TLS（图6I-J）。细胞毒性CD4+ T细胞，定义为EOMES+ CD4+ T细胞，存在于TLS的内部和外部（图6K）。