ZNF683在单倍型相合造血干细胞移植术后建立免疫稳态中的调控作用研究

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背景:异基因造血干细胞移植是治疗恶性血液肿瘤的有效临床手段。单倍型造血干细胞移植(haploidentical stem cell transplantation,haplo-HSCT)方案的成功建立,取得了与同胞相合移植(HLA-matched sibling donor transplantation,MSDT)相当的疗效,开创了人人有供者的时代。但移植后部分患者仍出现复发、感染、急性及慢性GVHD(Graft-versus-host disease,GVHD)等并发症,严重的威胁着患者的生命安全,极大的限制了haplo-HSCT的推广和应用。移植后供者来源的免疫细胞在患者体内重塑免疫稳态是HSCT成功的关键,即供者来源的免疫细胞亚群对受者建立免疫耐受不发生GVHD,同时重建的免疫系统能够发挥免疫功能。目前,对于HSCT后免疫系统的重建的研究仅局限于移植后免疫亚群数目的重建,对免疫稳态下各亚群表型和功能是否改变尚未有研究报道。在健康机体中,免疫系统通过维持免疫应答与免疫耐受的动态平衡从而维持机体的免疫稳态。T细胞是参与免疫应答的主要细胞亚群,同时也是诱导免疫耐受的主要靶细胞群体。我们通过单细胞水平转录谱测序分析HSCT后重建免疫稳态的患者的免疫细胞亚群分布,发现在接受单倍型移植的患者中,CD8效应T细胞(CD8 effector T,CD8 Teff)显著扩增并且高表达转录因子ZNF683。ZNF683,也称为Hobit(Homolog of Blimp-1),是调控T细胞和B细胞发育的重要转录因子PRDM1的同源物。在小鼠模型的研究中证实ZNF683是介导小鼠淋巴系细胞组织驻留细胞如TRM(tissue resident T cell),NK组织驻留细胞等唯一特异转录因子。在人中,ZNF683并不表达于组织驻留细胞,而是多表达于效应T细胞中。同时,ZNF683对人原代T细胞的调控作用尚未见报道。因此,本研究旨在探究ZNF683对人原代T细胞的调控作用,初步揭示单倍型受者中CD8Teff高表达ZNF683是否是维持Haplo-HSCT后免疫稳态的机制之一,为临床单倍型相合造血干细胞移植后建立免疫稳态提供新的理论及实验支持。目的:探究ZNF683对人原代T细胞的调控作用,明确单倍型受者中CD8Teff高表达ZNF683是否是维持Haplo-HSCT后免疫稳态的机制之一。材料和方法:本课题选取了8对在已停用免疫抑制药物的情况下无感染无复发等事件发生且生存期大于1年的造血干细胞移植术后患者和其相应供者,在同一时间取受者及其对应的供者外周血来源的PBMC进行10×Genomics单细胞转录谱及TCR测序。同时我们分选了供受者外周血来源的CD3+CD4+和CD3+CD8+T细胞亚群进行了转录组水平测序(RNA-seq)。为了探索ZNF683对T细胞的调控作用,我们通过慢病毒在人原代T细胞中过表达ZNF683,用流式细胞术检测高表达ZNF683的原代T细胞增殖、凋亡以及细胞因子分泌能力。同时利用RNA-seq探索ZNF683抑制T细胞活化的分子机制。结果:通过单细胞转录谱我们发现同胞相合移植模型下受者亚群分布与供者基本一致,而单倍型移植模型中受者免疫亚群与供者相比,受者中CD8效应T细胞(CD8 Teff)显著扩增并且高表达转录因子ZNF683。我们进一步在健康供者来源的T细胞中过表达ZNF683,发现高表达ZNF683后T细胞增殖能力降低,凋亡水平降低,IL-2、IL-4、IL-10等细胞因子的分泌水平降低,细胞毒性分子CD107a的表达下降。同时我们发现,在移植后一年以上患者中,T细胞中ZNF683处于高水平表达,而当T细胞受到抗原刺激活化后,ZNF683的表达水平会下调。因此提示,ZNF683可能是维持效应T细胞处于相对静止且长寿命状态的检查点基因,抗原刺激活化T细胞又可以通过下调ZNF683促使效应T细胞进行免疫应答。结论:我们的工作揭示了单倍型造血干细胞移植与同胞全合移植相比,具有独特的维持免疫稳态的免疫亚群图谱。同时,我们的功能实验表明ZNF683可能是动态调控T细胞免疫耐受,维持单倍型移植患者免疫稳态的关键基因。
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