淋巴細胞在體內(nèi)的遷移對于免疫監(jiān)視、炎癥反應和免疫耐受的建立至關(guān)重要。這些細胞通過特定的趨化因子受體被引導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)腸和皮膚的淋巴細胞趨化機制，但對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)境獨特，需要特別的免疫細胞類型和功能來保護和維持健康。因此，識別和理解這些部位的趨化因子作用機制對于揭示免疫細胞如何被定向到這些組織具有重要意義。

美國斯坦福大學醫(yī)學院Borja Ocón，Menglan Xiang和Yuhan Bi共同合作取得了重要進展。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日在線發(fā)表于《Nature》。接下來將大致介紹一下這篇研究。

在該研究中，首先研究人員通過多組學數(shù)據(jù)分析和單細胞轉(zhuǎn)錄組分析將GPR25確定為關(guān)鍵的淋巴細胞趨化性受體，并進一步將CXCL17鑒定為GPR25的潛在配體。在此基礎(chǔ)上，通過流式細胞術(shù)，免疫組化，RNAscope，體外趨化實驗和動物實驗等方法揭示了GPR25-CXCL17軸在淋巴細胞歸巢、組織駐留記憶和免疫調(diào)節(jié)等功能中的關(guān)鍵作用，在增進對淋巴細胞遷移機制理解的同時為開發(fā)新的免疫治療策略提供了潛在的靶點。

單細胞轉(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）中的淋巴細胞表達水平顯著高于腸道淋巴細胞。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細胞中的表達較為突出，這可能與這些細胞在粘膜免疫中的功能有關(guān)。值得關(guān)注的是，人類腦脊液（CSF）中的T細胞也存在GPR25的表達，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胞中的表達水平

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

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

在確定GPR25為關(guān)鍵性的淋巴細胞趨化性受體后，研究者嘗試通過生物信息學手段對與其存在相互作用的配體進行鑒定。以GPR25的結(jié)構(gòu)特性為基礎(chǔ)，通過計算機模擬和結(jié)構(gòu)域預測確定篩選標準，在獲得多個候選配體后進一步評估其與GPR25在49種非淋巴組織中的表達相關(guān)性。結(jié)果表明，CXCL17的表達模式與GPR25陽性細胞的組織浸潤相關(guān)，提示CXCL17可能是GPR25的潛在配體。體外實驗表明，表達GPR25的細胞系可以與Human IgFc-4CysCXCL17結(jié)合，而這一作用可以被未標記的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. 生物信息學及體外實驗驗證GPR25與CXCL17的相互作用

接下來，研究人員嘗試驗證CXCL17對表達有GPR25的淋巴細胞是否具有趨化作用。結(jié)果表明，在穩(wěn)定表達GPR25的L1.2細胞系中，CXCL17可以以劑量依賴性的方式激活RhoA信號通路。且GPR25陽性細胞對CXCL17有高效遷移反應，而GPR25陰性細胞無此反應。此外，人類PBMC和扁桃體中的T細胞也能響應CXCL17進行遷移，其中GPR25陽性細胞遷移能力更強。以上結(jié)果表明，表達有GPR25的淋巴細胞在體外對CXCL17具有趨化作用，進一步證明了CXCL17與GPR25間存在軸向趨化作用。

圖4. 血液淋巴細胞對CXCL17的趨化作用驗證

CXCL17已被證實粘膜組織中存在表達，但其在不同器官中的全面表達模式尚不完全清楚。為了填補這一空白，研究人員利用人類蛋白質(zhì)圖譜數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，分析了CXCL17在多種上皮細胞中的表達情況，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胞存在廣泛表達，尤其在氣道上皮細胞中的表達量最高。此外，CXCL17也在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元中表達，但在膠質(zhì)細胞中表達較低。這一結(jié)果得到了RNAscope和免疫組化實驗的證實?？傮w而言，這一結(jié)果與對CXCL17的功能預測結(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表達水平分析

最后，研究者嘗試通過體內(nèi)實驗驗證GPR25-CXCL17軸介導的淋巴細胞歸巢作用，結(jié)果表明，等量混合注射后，與對照組相比，轉(zhuǎn)導有GPR25的T細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顯著增強了淋巴細胞對特定粘膜組織的歸巢能力，而在CXCL17基因敲除小鼠中，這種效應消失，這充分證實了CXCL17是GPR25的主要功能性配體。

圖6. 體內(nèi)實驗驗證GPR25-CXCL17軸介導的淋巴細胞

歸巢作用

總體來說，本研究證實了GPR25-CXCL17軸介導的淋巴細胞趨化作用的存在，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)為開發(fā)新的免疫治療策略提供了潛在的靶點。例如，通過調(diào)節(jié)GPR25的表達或CXCL17的活性并與CAR-T等免疫細胞療法共同聯(lián)用，可能有助于對包括自身免疫疾病、感染性疾病和腫瘤在內(nèi)的疾病進行治療。在未來，可以通過人類樣本進一步探索這一軸向作用在不同疾病中的所扮演的角色，并嘗試通過對其的干預達到治療疾病的目的。