CD8 + T细胞 是机体抵御病原感染和肿瘤免疫监视的核心执行者 。 当识别抗原呈递细胞(APCs)表面主要组织相容性复合体(MHC)分子呈递的抗原后,CD8 + T细胞会经历显著扩增与分化,形成具有细胞毒功能的效应细胞和提供长期保护的记忆细胞1。 效应与记忆CD8 + T细胞的分化及维持受到转录、表观遗传和代谢 等 多层次 信号的精细 调控2。 外源信号,包括T细胞受体(TCR)/共刺激信号与细胞因子信号传导的协同作用,通过调控CD8 + T细胞的转录、表观遗传修饰和代谢过程,主导其谱系决定基因的表达【3,4】。比如,强效的TCR信号更倾向于诱导效应T细胞(TE)分化,而弱TCR信号则促进CD8 + 记忆前体细胞(MP)的生成。此外,促炎性细胞因子如IL-12、I型干扰素(IFN)和IFN-γ通过上调效应倾向性转录因子T-bet、Blimp-1、Id2和STAT4来推动效应CD8 + T细胞的分化,而IL-7、IL-15和IL-21则通过诱导记忆T细胞主调控因子TCF1来增强记忆CD8 + T细胞程序5,6。最新研究进一步揭示TGF-β信号通路在塑造记忆CD8 + T细胞程序中具有关键作用7。值得注意的是,TCR刺激和细胞因子信号主要由周围细胞(如抗原呈递细胞)传递,这些细胞与激活的T细胞形成交互对话。因此,CD8 + T细胞在次级淋巴器官(SLOs)中的空间定位对其效应或记忆命运的决定具有决定性意义。

早期采用免疫荧光分析的研究显示,在淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)感染后,KLRG1 + 效应T细胞特异性定位于脾脏红髓(RP),而CD127 + 记忆前体细胞及记忆细胞群体主要分布于白髓(WP)8。 传统研究聚焦于树突状细胞(DCs)对T细胞命运的调控,但次级淋巴器官中免疫细胞的空间互作如何影响CD8 + T细胞效应-记忆命运抉择,仍是未 解之谜。单核细胞(monocytes)作为重要的髓系免疫细胞,虽在炎症迁移中作用明确,但其是否直接参与T细胞分化尚无定论。 因此,调控CD8 + T细胞命运的空间决定因素(如解剖位置、细胞间相互作用及信号通路)仍需进一步解析,特别是借助先进技术手段进行深入研究。

近日,西安交通大学张保军团队联合陆军军医大学叶丽林团队 、 上海大学陈亮团队 在Cellular & Molecular Immunology发表题为 CCR2 + monocytes promote memory CD8 + T-cell differentiation via membrane-bound TGF-β 的研究 论文 。研究通过整合空间转录组技术(spatial transcriptomics)与单细胞转录测序( scRNA -seq),揭示脾脏T细胞区中CCR2+单核细胞与CD8+记忆前体细胞(MP cells)的时空共定位,并阐明其通过膜结合型TGF-β-Smad信号轴驱动记忆T细胞分化的新机制

CD8 + T细胞 二元 分化轨迹

研究者利用 OT-1转基因小鼠和 李斯特菌-OVA抗原(LM-OVA)急性感染模型,对感染第5天的脾脏 组织和免疫细胞进行了 高精度空间转录组分析 和 scRNA -seq 分析。 scRNA -seq 分析 发现 抗原特异性CD8 + T细胞 分为 6个亚群: 初始 (naïve) CD8 + T细胞 , IFN 反应 性 CD8 + T细胞 , 记忆前体 CD8 + T细胞 ,效应性 CD8 + T细胞 ,细胞毒性 CD8 + T细胞 和增殖性 CD8 + T细胞 。进一步分化轨迹分析发现, 初始 (naïve) CD8 + T细胞 激活后 呈现出二分的分化 路径: IFN 反应性 细胞(表达 Ifft1 , Isg15 )分化为效应T细胞( 效应性 、 细胞毒性和增殖性 CD8 + T细胞 ),而记忆前体细胞(MP, 表达 Tcf7 , Il7r )则发育为记忆性T细胞。

单核细胞促进记忆 CD8 + T细胞分化

空间转录组 联合单细胞转录测序 分析揭示, 脾脏 单核细胞(尤其是CCR2 + 经典单核细胞 亚群)在抗原刺激后 明显增加,且 与CD8 + 记忆前体 MP细胞在 脾脏T细胞区显著共定位 , 暗示单核细胞 在CD8 + T细胞 记忆命运抉择 中起到重要作用 。 进一步体内和体外 功能实验证实:与经典树突状细胞( cDCs )和单核来源DC 细胞 ( moDCs )相比,单核细胞 ,尤其是 CCR2 + 经典单核细胞亚群(Ly6C hi CCR2 + ) , 能更强诱导CD8 + T细胞向记忆表型分化。

膜结合TGF-β激活Smad信号的关键机制

机制研究表明,单核细胞 促进 CD8 + T细胞 记忆分化依赖细胞-细胞 直接 接触。 单核细胞高表达膜结合型TGF-β ,通过 TGF-βR-Smad2/3 信号通路, 驱动 T细胞 记忆分化程序 。 单核细胞表面的血小板反应蛋白-1(TSP-1) 是 激活TGF-β 的重要分子。因此,利用中和抗体或小分子抑制剂阻断 TGF-β 信号、 及 阻断 TSP-1 激活 TGF-β ,都能显著降低CD8 + T细胞 Smad2/3磷酸化 、 记忆标志物表达 和记忆细胞的分化过程。

综上所述, 该研究 结果 阐述了 记忆CD8 + T细胞命运决定的新机制,并强调单核细胞作为关键的APC群体,通过细胞间接触依赖的方式在感染过程中促进记忆CD8 + T细胞的分化 。该研究不仅揭示了 免疫微环境中空间定位决定细胞命运的新范式,更为疫苗研发和肿瘤免疫治疗提供新靶点:靶向CCR2 + 单核细胞的TGF-β递送路径,有望优化记忆T细胞应答效率。

西安交通大学张保军教授、孙晨 鸣副 教授 , 陆军军医大学叶丽林教授 及 上海大学 陈亮 教授 为共同通讯作者。孙丽娜副教授、张灿刚博士、焦安君博士和苏 艳宏 博士为并列第一作者。

原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41423-025-01299-2

张保军教授 课题组 隶属 西安交通大学,聚焦T细胞发育、自身免疫病 、 肿瘤免疫 基础研究与免疫治疗 。团队 平台完善,课题充足,注重年轻人培养,秉承个人成长与团队发展同频共振 ,在 Immunity 、 Signal transduct . target. Ther 、 S ci Adv 、 JCI 、 Cell Mol Immunol 等期刊发表系列成果。 课题组招收博士后,年薪 30万+ ,租房补贴1500元/月 , 绩效奖励+子女入学政策 。

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制版人:十一

参考文献

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