LCK 与共受体的关联：T 细胞发育和功能多样性的关键纽带

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【字体：大中小】 时间：2025年02月25日 来源：Science Immunology 17.6

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　　为探究 CD4/CD8 共受体与 LCK 的相互作用对 T 细胞发育及功能的影响，莫纳什大学研究人员构建 LCK^FREE小鼠开展研究。结果表明该关联对维持 CD4/CD8 谱系完整性和最大化 T 细胞受体库多样性至关重要，为理解 T 细胞生物学提供新视角。

　　在免疫系统的复杂 “战场” 上，T 细胞就像训练有素的 “特种部队”，肩负着识别和清除病原体的重任。T 细胞受体（TCR）如同它们的 “侦察兵”，能精准识别与主要组织相容性复合体（MHC）结合的肽（pMHC），随后启动一系列信号传导，让 T 细胞发挥作用。而 CD4 和 CD8 共受体，以及与之紧密相关的酪氨酸激酶 LCK，在这个过程中扮演着关键角色。它们不仅帮助 TCR 与 pMHC 稳定结合，还参与下游信号传导，这一过程就像给 T 细胞传递作战指令。然而，长期以来，LCK 与共受体的结合在 T 细胞发育和功能中的具体作用却如同迷雾一般，许多关键问题亟待解答。比如，这种结合对 T 细胞识别抗原特异性的发育有何影响？对初始和免疫抗原特异性 T 细胞受体库又有怎样的作用？这些未知就像挡在免疫学家面前的巨石，阻碍着人们对免疫系统深入理解，也限制了相关疾病治疗手段的发展。

为了拨开这层迷雾，莫纳什大学（Monash University）的研究人员挺身而出，开展了一项具有开创性的研究。他们构建了表达无法与 CD4 或 CD8 共受体结合的突变型内源性 LCK 的小鼠（LCK^FREE小鼠），以此为 “钥匙”，打开探索 T 细胞奥秘的大门。经过一系列严谨的实验和深入分析，研究人员发现 LCK 与共受体的关联在 T 细胞发育和功能中起着不可或缺的作用，这一发现为免疫学研究开辟了新的方向。该研究成果发表在《Science Immunology》杂志上，引起了学术界的广泛关注。

在这项研究中，研究人员运用了多种先进的关键技术方法。基因编辑技术是其中的 “利器”，通过 CRISPR 技术对小鼠的 LCK 基因进行精准编辑，成功构建了 LCK^FREE小鼠模型。单细胞测序技术则如同 “显微镜”，能够深入到单细胞层面，对 T 细胞进行转录组分析和 TCRαβ 测序，揭示细胞间的差异和基因表达特征。此外，研究人员还使用了流式细胞术，用于分析 T 细胞的表面标志物和功能，从而全面了解 T 细胞的发育和免疫反应情况。

下面详细介绍研究结果：

LCK^FREE小鼠 T 细胞群体频率改变：研究人员构建出 LCK^FREE小鼠后，对其 T 细胞发育和外周 T 细胞表型展开研究。结果发现，LCK^FREE小鼠的 CD4 单阳性（SP）细胞数量大幅减少 80%，而 CD8SP 细胞数量不变。CD5 表达在 CD4SP 细胞上减少更明显，且在 LCK^FREE小鼠的双阳性（DP）胸腺细胞发育阶段出现异常，CD4SP 细胞的产生显著延迟。同时，需要强 TCR 信号发育的 αβ T 细胞谱系，如上皮内淋巴细胞前体（IELps）和调节性 T 细胞（Tregs）数量也显著减少。这表明 CD4 T 细胞发育对 LCK - 共受体关联的依赖程度更高，且在胸腺细胞阳性选择过程中，LCK - 共受体关联缺失会导致信号强度下降，影响多种 T 细胞的正常发育。
LCK^FREE小鼠虚拟记忆（TVM）和 NKT 细胞数量增加：尽管 LCK^FREE小鼠外周总 CD8 T 细胞数量相似，但其中的 TN CD8 T 细胞减少约 40%，TVM细胞却增加了约三倍。进一步研究发现，LCK^FREE小鼠胸腺中 Eomes⁺ CD8SP 胸腺细胞频率显著增加，但这些细胞 CD5^lo。同时，小鼠胸腺和脾脏中的 NKT 细胞数量增加，尤其是 IL - 4 产生的 NKT2 亚群。IL - 4 转录本在 LCK^FREE胸腺细胞中显著增加，这表明 LCK - 共受体解离增强了 TCR 信号，促进 NKT2 细胞发育，进而导致 TVM细胞在 CD8 T 细胞区室中的比例增加。
LCK^FREE小鼠抗病毒 T 细胞反应反映全球 T 细胞频率变化：研究人员用 HKx31 流感病毒（IAV）感染小鼠，以探究 LCK - 共受体关联对 MHC 限制的病毒表位反应的重要性。结果显示，LCK^FREE小鼠和野生型（LCK^WT）小鼠的 CD8 T 细胞对 IAV 衍生表位的反应在急性感染期基本相似，不过效应分化存在一些细微差异，且记忆 CD8 T 细胞形成未受干扰。然而，CD4 T 细胞反应却大不相同，LCK^FREE小鼠的 I - A^bNP311特异性 CD4 T 细胞数量在急性感染期显著减少，TFH细胞生成减少，抗体反应也受到影响，但病毒清除能力与 LCK^WT小鼠相似。这表明 LCK - 共受体关联缺失严重影响抗病毒 CD4 T 细胞反应及 B 细胞反应，而 CD8 T 细胞反应则基本保持完整。
LCK^FREE小鼠 T 细胞转录谱基本未受干扰：通过对感染 IAV 后 10 天的 LCK^FREE和 LCK^WT小鼠的 T 细胞进行靶向基因表达和配对 TCRαβ 测序分析，研究人员发现大多数细胞类型或激活状态的聚类在两组小鼠中相似。不过，TVM细胞在两组小鼠中的聚类存在差异，LCK^FREE小鼠的 TVM细胞主要集中在较不分化的细胞群中。此外，CD8 TN和 TE/EM细胞，以及 CD4 TN细胞在基因表达上也有一些细微变化。这说明 LCK 与共受体解离会产生转录上不同的 TVM细胞群体，但对其他 T 细胞亚群的转录程序影响较小。
LCK^FREE小鼠病毒特异性 CD8 TCR 库变窄：研究人员对比了 LCK^FREE小鼠和 LCK^WT小鼠感染 IAV 后病毒特异性 CD8 TCR 库的组成。结果发现，LCK^FREE小鼠的 CD8 H - 2D^bNP366和 H - 2D^bPA224特异性免疫库显著变窄，保留了高亲和力的典型 TCR，而丢失了次要的、分散的克隆型。这种变窄在幼稚库中就已存在，说明 LCK - 共受体解离限制了幼稚表位特异性 CD8 T 细胞库的广度，使其在亲和力和库多样性上更接近经过免疫选择和扩增的 T 细胞库。
LCK^FREE小鼠表位特异性 CD4 TCR 库选择性保留高亲和力 TCR：对 LCK^FREE小鼠的 CD4 I - A^bNP311特异性 TCRαβ 库分析发现，与 LCK^WT小鼠相比，其 TCR 多样性看似增加，实则是因为一个突出的幼稚 TCR 簇丢失，而高亲和力克隆被优先保留。在 I - A^bHA211特异性 CD4 TCR 库中，则观察到与 CD8 T 细胞库类似的变窄现象。这表明 LCK - 共受体关联对 CD4 和 CD8 T 细胞中多样的低亲和力 TCR 的发育和招募至关重要。
非病毒表位特异性库中的 TCR 聚焦和 pMHCI 亲和力增加：研究人员通过研究 K^bOVA257 - 264特异性 CD8 T 细胞发现，LCK^FREE小鼠中这类细胞数量显著减少，且 Vβ8.1/8.2（TRBV13 - 2/13 - 3）⁺细胞比例更高、亲和力更强。这说明 LCK 与共受体解离会导致 T 细胞库向具有相对高 pMHC 亲和力的 TCR 聚焦。
病毒感染后 MHC II 类限制性 CD8 T 细胞的克隆扩增：研究人员在分析 T 细胞反应时发现，LCK^FREE小鼠感染 IAV 后，部分 CD8 T 细胞会对 I - A^b限制性肽产生特异性反应。对这些细胞进行深入研究后发现，它们具有 CD8 T 细胞的表型和功能特征，且其 TCR 通常会驱动 CD4 T 细胞发育，但在 LCK - 共受体解离的情况下，会重新定向分化为 CD8SP 细胞。这表明 LCK - 共受体关联对确保 CD4/CD8 谱系选择的准确性至关重要。

在讨论部分，研究人员指出，LCK 与共受体的关联在 T 细胞发育和功能中起着多方面的关键作用。它不仅有助于产生广泛多样的幼稚 CD8 T 细胞库，使免疫系统能够有效应对病毒或肿瘤逃逸突变体，还能确保 MHCI 和 MHCII 限制性 T 细胞分别忠实于 CD8 和 CD4 谱系，同时限制依赖 CD1d 识别的 NKT 细胞发育。这些发现为理解 T 细胞发育过程中通过调节 TCR 信号强度产生的定性影响提供了新的视角，也为未来免疫相关疾病的治疗和疫苗开发提供了潜在的理论基础和治疗靶点，具有重要的科学意义和临床应用价值。

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