这篇文档属于类型a,是一篇关于Themis蛋白在CD8+ T细胞抗病毒免疫反应中调控作用的原创研究论文。以下为详细学术报告:
作者及发表信息
本研究由Jian Tang、Xian Jia、Jian Li、Junchen Dong(共同第一作者)及Guo Fu、Qing Li、Nicholas R. J. Gascoigne(共同通讯作者)等团队合作完成,作者单位包括厦门大学医学院细胞应激生物学国家重点实验室、新加坡国立大学等。研究成果于2023年发表在期刊Cellular & Molecular Immunology(影响因子20.512-524),标题为《Themis suppresses the effector function of CD8+ T cells in acute viral infection》。
学术背景
研究领域:免疫学,聚焦T细胞分化与抗病毒免疫调控。
研究动机:CD8+ T细胞在清除病毒感染中发挥核心作用,但其分化机制尚未完全阐明。Themis是一种T细胞特异性蛋白,已知在胸腺细胞发育中起关键作用,但其在成熟CD8+ T细胞抗病毒感染中的功能尚不明确。
科学问题:Themis如何调控CD8+ T细胞在急性病毒感染(如LCMV Armstrong模型)中的效应功能与记忆分化?
研究目标:解析Themis缺失对CD8+ T细胞效应功能、记忆前体细胞分化及PD-1信号通路的影响。
研究流程与方法
1. 动物模型构建与病毒感染
- 研究对象:
- 实验组:T细胞特异性敲除Themis的小鼠(Themisflox/flox-dLck-Cre,简称CKO)。
- 对照组:野生型小鼠(Themisflox/flox,WT)。
- 感染模型:小鼠腹腔注射2×105 PFU的LCMV Armstrong病毒(LCMV Arm),模拟急性病毒感染。
- 样本采集:感染后第5天(dpi)和第8天分析脾脏、肺部CD8+ T细胞。
2. 表型与功能分析
- 病毒清除能力:通过qPCR检测血清病毒载量,组织病理学评估器官损伤。
- 细胞亚群分型:
- 流式细胞术检测LCMV特异性CD8+ T细胞(使用H-2Db/gp33-41、H-2Db/np396-404等四聚体标记)。
- 区分短寿效应细胞(SLECs, KLRG1hiCD127lo)和记忆前体效应细胞(MPECs, KLRG1loCD127hi)。
- 效应功能:
- 细胞内染色检测IFNγ、TNF和颗粒酶B(Granzyme B)表达。
- 体外刺激实验:使用gp33-41肽段及其变体(A3V、L6F、W4Y)评估TCR信号强度依赖性。
3. 机制探索
- PD-1信号通路:
- 流式检测PD-1表达动态(感染后5 dpi和8 dpi)。
- 免疫共沉淀验证Themis与PD-1的相互作用。
- Western blot分析SHP-1/SHP-2磷酸化水平。
- 体内外功能验证:
- 过继转移实验:将P14 TCR转基因CD8+ T细胞(识别LCMV gp33-41)转入受体小鼠,比较WT与CKO细胞的扩增与PD-1表达差异。
4. 数据分析
- 流式数据通过FlowJo v10.7.1处理,统计学分析采用GraphPad Prism 8(t检验)。
主要结果
Themis缺失不影响病毒清除但改变CD8+ T细胞动态:
- CKO小鼠在8 dpi完全清除病毒(qPCR检测限以下),但脾脏和肺部CD8+ T细胞总数减少(图1-2)。
- 关键数据:CKO小鼠的LCMV特异性CD8+ T细胞比例升高(图2F),但绝对数量与WT相当(图2G),提示Themis抑制效应细胞分化但促进其存活。
Themis抑制效应细胞功能:
- 感染晚期(8 dpi),CKO CD8+ T细胞产生更多IFNγ和TNF(图3C-D),颗粒酶B表达比例更高(图3A-B)。
- 机制关联:Themis缺失降低PD-1表达(图7B)并削弱SHP-1/SHP-2磷酸化(图7G),解除对TCR信号的抑制。
记忆分化失衡:
- CKO小鼠的MPECs减少而SLECs增多(图4B-C),且中央记忆T细胞(TCM)比例降低(图6B-D)。
- 功能后果:二次感染LCMV Clone 13时,CKO小鼠的病毒控制能力与WT相当(图6E),但TCM库减少可能影响长期保护。
结论与意义
科学价值:
- 揭示Themis通过PD-1/SHP轴负调控CD8+ T细胞效应功能,为T细胞分化调控提供了新机制。
- 提出Themis在急性感染中“双阶段作用”:早期促进激活,晚期抑制过度反应以维持免疫平衡。
应用潜力:
- 靶向Themis-PD-1通路可能优化抗病毒或肿瘤免疫治疗策略。
研究亮点
创新发现:
- 首次阐明Themis在CD8+ T细胞抗病毒反应中的双重角色(抑制效应功能但促进记忆形成)。
- 揭示Themis与PD-1的物理互作及对SHP磷酸化的调控(图7F-G)。
技术特色:
- 结合LCMV感染模型、P14 TCR转基因细胞过继转移和磷酸化分析,多维度验证机制。
其他价值
- 研究提示Themis可能作为免疫检查点分子,为慢性感染或癌症中T细胞耗竭的研究提供新方向。
- 数据公开性:所有流式与Western blot原始数据可通过通讯作者获取。