PRDM1调控人类NK细胞终末分化与稳态的关键作用：多组学揭示其转录网络与肿瘤抑制机制

《Leukemia》：Key regulatory roles of PRDM1 in human NK-cell differentiation and activation

本研究针对PRDM1在人类NK细胞分化与活化中的调控机制尚不明确的问题，通过多组学技术系统解析了PRDM1的转录调控网络。研究发现PRDM1通过直接靶向TCF7、BCL11B等关键因子，促进NK细胞由CD56bright向CD56dim终末分化，并抑制干细胞样特征；其功能受AP-1等因子拮抗，且缺失会促进NK细胞肿瘤发生。该研究为NK细胞分化及淋巴瘤治疗提供了新靶点。

　　

自然杀伤细胞（NK细胞）作为先天免疫的核心成员，是抵御病毒感染和肿瘤的第一道防线。然而，NK细胞的发育分化和功能维持如何被精确调控，仍是免疫学领域的重大挑战。尤其在肿瘤微环境中，NK细胞常出现功能衰竭或分化障碍，导致免疫监视失效。已有研究表明，转录因子PRDM1在B细胞和T细胞的终末分化中扮演关键角色，但其在人类NK细胞中的具体功能及机制仍属未知。更值得注意的是，PRDM1的缺失与NK细胞淋巴瘤的发生密切相关，提示其可能是一个重要的肿瘤抑制因子。那么，PRDM1是否通过调控NK细胞的分化命运来维持免疫稳态？其失调又如何驱动淋巴瘤发展？这些问题的解答对理解NK细胞生物学和开发免疫治疗新策略具有重要意义。

为揭示PRDM1在人类NK细胞中的调控作用，研究团队整合多组学技术，对PRDM1缺失或过表达的NK细胞模型进行了系统性分析。研究使用的NK细胞来源于健康捐赠者外周血，通过CRISPR/Cas9技术构建PRDM1功能敲除（fKO）模型，并利用可诱导表达系统实现PRDM1的瞬时过表达。关键实验技术包括：染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）以绘制PRDM1全基因组结合位点；转座酶可及染色质测序（ATAC-seq）分析染色质开放性；RNA测序（RNA-seq）评估转录组变化；蛋白质质谱技术（如RIME和APEX2邻近标记）鉴定PRDM1互作蛋白复合物；以及流式细胞术和细胞毒性实验验证功能表型。

PRDM1调控原发性人类NK细胞分化与活化

通过对比PRDM1-fKO与野生型（WT）NK细胞的基因表达谱，研究发现PRDM1缺失导致细胞呈现更接近未成熟CD56^brightNK细胞的表型，包括TCF7、SELL（编码CD62L）、MYC等干细胞相关基因的上调，以及BCL11B、TBX21等分化关键因子的下调。基因集富集分析（GSEA）进一步证实PRDM1-fKO细胞富集CD56^bright特征基因和干细胞样T细胞特征。功能上，PRDM1缺失导致CD16表达降低、细胞毒性分子（如GNLY、GZMB）及炎症因子（IFN-γ、TNF-α）分泌减少，伴随细胞杀伤能力下降。相反，短期过表达PRDM1可逆转上述表型，证实其促进NK细胞终末分化和效应功能。

不同刺激条件下PRDM1亚型的诱导表达

NK细胞在IL-2单独培养时表达多种PRDM1亚型（包括PRDM1β），而在饲养细胞（feeder）刺激下主要表达活性最强的PRDM1α亚型。质谱分析验证了PRDM1α的肽段序列，并发现中间条带可能为PRDM1β的翻译后修饰形式。随着培养时间延长，PRDM1α表达下降，小亚型占比增加，提示亚型转换可能与细胞状态相关。

PRDM1在人类NK细胞中的结合谱

ChIP-seq在IL-2培养（NK-IL2-D6）和饲养细胞刺激（NK-F-D13）的NK细胞中分别鉴定出2,137和4,997个PRDM1结合峰，其中约80%位于启动子或增强子区域。 motif分析显示PRDM1结合位点显著富集PRDM1自身 motif及RUNX家族 motif。通路分析表明PRDM1靶基因富集于T细胞受体（TCR）信号、NK细胞介导的细胞毒性及p53通路等。

PRDM1直接调控NK细胞分化与功能相关基因

整合ChIP-seq与RNA-seq数据发现，492个PRDM1结合基因在PRDM1-fKO后差异表达。 motif类型分析显示，仅含PRDM1 motif的靶基因更易被抑制，而含RUNX motif的基因调控方向更复杂。 PRDM1结合位点与CD56^bright/CD56^dimNK细胞差异开放染色质区域高度重叠，如TCF7、BCL11B、GZMB等基因座，表明PRDM1直接调控染色质可及性以影响分化。

刺激后NK细胞的染色质可及性及其与PRDM1结合的关联

ATAC-seq显示，饲养细胞刺激后NK细胞染色质开放性显著增加，且PRDM1与RUNX motif足迹富集。值得注意的是，31.9%的PRDM1结合位点在NK-F-D13中处于染色质关闭状态，且PRDM1单独 motif位点更易伴随染色质关闭，提示其直接结合常导致转录抑制。

AP-1因子可能拮抗PRDM1的抑制功能

RNA-seq与ATAC-seq对比发现，饲养细胞刺激后AP-1因子（如JUN、FOS）足迹显著富集，且其靶基因（如TCR信号通路相关基因）开放性增强。约54.5%的PRDM1足迹位点同时存在AP-1足迹，且两者距离相近。功能实验表明，抑制AP-1活性可显著抑制NK细胞增殖，证实AP-1在抵消PRDM1介导的生长抑制中起关键作用。

PRDM1结合蛋白的质谱分析

RIME和APEX2邻近标记技术鉴定出PRDM1与多种核心抑制复合物（如SIN3、NCoR、NuRD）、染色质重塑复合物（BAF）及转录因子（如RUNX3、CBF-β、EOMES）相互作用。这些互作蛋白可能决定PRDM1的转录抑制或激活功能，并随细胞状态动态变化。

本研究通过多组学整合分析，确立了PRDM1作为人类NK细胞终末分化和稳态调控的核心因子。PRDM1通过直接靶向TCF7、BCL11B等关键基因，抑制干细胞样特征并促进效应功能；其功能受AP-1等因子调控，形成动态平衡网络。PRDM1缺失导致分化阻滞和肿瘤易感性，为NK细胞淋巴瘤的致病机制提供了新见解。该研究不仅深化了对NK细胞分化的理解，也为通过调控PRDM1通路增强抗肿瘤免疫提供了潜在靶点。