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为探究调控 IL-2Rα表达的基因及 T 细胞激活机制，研究人员对人原代 Treg 和 Teff 细胞进行 CRISPR 筛选。结果发现 MED12 在 T 细胞静息和激活状态中起关键调控作用，该研究为免疫治疗提供新思路。
在人体的免疫系统中，T 细胞如同训练有素的卫士，守护着身体的健康。T 细胞中的 CD4
+ T 细胞更是具有神奇的 “变身” 能力，能在静息（quiescent）和激活两种状态间灵活切换，这一过程对于免疫系统维持平衡和应对外界威胁至关重要。其中，IL-2 受体 α 亚基（IL-2Rα 或 CD25）是 T 细胞激活的关键标志物，在调节性 T 细胞（Treg）和效应 T 细胞（Teff）中有着不同的表达模式。然而，尽管它如此重要，调控这些状态特异性反应的转录调控网络却仍未完全明晰。这就好比在一座复杂的城市中，虽然知道某些关键建筑的位置，但连接这些建筑的道路以及交通规则却还不清楚。为了填补这一知识空白，来自德国弗莱堡大学医学中心输血医学与基因治疗研究所等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上，为我们深入了解 T 细胞的调控机制打开了新的大门。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是 CRISPR 筛选技术，通过设计包含 6000 个 sgRNAs 的文库，靶向超过一千个编码转录因子和染色质修饰剂的基因，在静息和刺激的 Teff 和 Treg 细胞中进行筛选，以此来寻找相关的调控因子。其次，利用 Perturb-CITE-seq 技术，将 CRISPRi 扰动数据与单细胞转录组学和蛋白质组学数据相结合，为研究提供了丰富的信息。此外，还运用了免疫沉淀质谱、染色质免疫沉淀（ChIP）和 CUT&RUN 分析等技术，深入探究 MED12 的作用机制。
研究结果主要围绕以下几个方面展开：
- 关键调控因子的发现：通过 CRISPR 筛选，研究人员发现了 Mediator 复合物亚基 12（MED12）在 T 细胞状态转换中扮演着核心角色。在静息的 Teff 细胞中，MED12 是 IL-2Rα 的负调控因子；而在刺激的 Teff 和 Treg 细胞中，它却摇身一变成为正调控因子。这表明 MED12 就像一个智能开关，根据 T 细胞所处的环境，精准地调控 IL-2Rα 的表达。
- MED12 对 T 细胞基因表达网络的影响：后续实验进一步证实了 MED12 在调节 IL-2Rα 表达以及更广泛的 T 细胞基因表达网络中的重要作用。利用 Perturb-CITE-seq 技术，研究人员能够对每次扰动产生的激活分数进行评估。靶向敲除实验表明，MED12 对于 T 细胞达到完全激活状态以及恢复到完全静息状态都起着关键作用。这就像是一辆汽车的引擎，MED12 控制着 T 细胞这辆 “汽车” 的启动和停止。
- MED12 的作用机制探究：MED12 是 Mediator 复合物激酶模块的一部分，该复合物在调节基因转录过程中起着关键的桥梁作用，负责沟通转录因子和 RNA 聚合酶 II。研究人员通过免疫沉淀质谱发现，MED12 与组蛋白甲基化复合物 COMPASS 的成员相互作用，这暗示了它在 H3K4 甲基化过程中的作用。ChIP 和 CUT&RUN 分析进一步证实，MED12 与关键的表观基因组修饰因子相互作用，在调节关键基因位点（如静息时的 IL2RA 和 KLF2，刺激后的 MYC 和 SATB1）的组蛋白修饰中发挥重要作用。尽管这些发现凸显了 MED12 在调控状态特异性基因表达中的关键作用，但由于其缺乏酶活性，其协调 Mediator 复合物功能的机制可能更为复杂，还有待进一步研究。
- 对免疫治疗的意义：这项研究对于免疫治疗有着重要的启示。此前研究发现，在 CAR-T 细胞中敲除 MED12 有助于肿瘤控制，但具体机制并不清楚。而本次研究揭示，MED12 敲除可以通过限制激活诱导的细胞死亡来提高细胞的持久性。通过操纵 MED12 和其他调控因子，为设计具有更强耐久性、抗凋亡能力和更好适应肿瘤微环境的下一代 CAR-T 细胞勾勒出了框架，为临床中更有效、更具弹性的 CAR-T 细胞疗法奠定了基础。
研究结论表明，T 细胞的静息状态并非被动维持，而是由多个相互关联的因素积极调控，其中 KLF2 似乎最为关键，而激活促进因子必须抑制这些静息维持因子，才能启动激活信号。研究人员成功绘制出了控制 T 细胞状态的调控电路详细图谱，这对于理解 T 细胞的调控机制以及开发新的免疫治疗策略具有重要意义。然而，该研究也存在一些局限性。例如，体外培养的人 T 细胞可能无法完全反映体内免疫反应的复杂性，存在补偿途径或冗余基因可能导致遗漏其他关键效应因子，MED12 在其他免疫细胞类型或慢性刺激条件下的作用尚未探索，并且操纵 MED12 介导的网络对免疫耐受和记忆的长期影响也有待确定。尽管如此，这项研究仍然为我们深入理解 T 细胞的调控机制提供了重要的线索，为未来的研究指明了方向。随着后续研究的不断深入，有望在免疫治疗领域取得更多突破，为攻克各种免疫相关疾病带来新的希望。
