Nat Immunol | 昼夜节律调控免疫细胞可塑性：REV-ERB蛋白如何守护肠道健康|克雷伯|免疫细胞|可塑性|线粒体|蛋白

撰文 | Qi

肠道不仅仅是消化器官，每天还需要应对来自微生物和病原体的复杂挑战，在这个过程中，3型先天淋巴细胞（ILC3s）扮演着关键角色。ILC3s通过分泌细胞因子IL-22维护肠道屏障功能，促进黏液分泌和抗菌肽表达，从而抵御病原体入侵。然而，ILC3s具有惊人的可塑性，在特定条件下可转化为1型先天淋巴细胞（ILC1s），后者主要分泌干扰素-γ（IFN-γ），可能加剧肠道炎症。这种可塑性受 RORγt和T-bet动态表达的调控，持续的RORγt表达可阻止T-bet驱动的ILC1程序【1-4】。

生物钟（昼夜节律）不仅调控睡眠-觉醒周期，还深刻影响免疫系统。核心生物钟蛋白REV-ERBα和REV-ERBβ是核受体家族成员，通过抑制靶基因表达维持代谢和免疫平衡【5, 6】。近年研究发现，REV-ERB蛋白在ILC3s中高表达，但其如何调控ILC3s的可塑性和功能尚不清楚。

近日，来自华盛顿大学医学院的Marco Colonna团队在Nature Immunology杂志上发表了文章Circadian circuits control plasticity of group 3 innate lymphoid cells by sustaining epigenetic configuration of RORγt，他们证明生物钟蛋白REV-ERBα/β通过表观遗传调控RORγt的表达，维持ILC3s的稳定性和功能。简而言之， REV-ERBα/β缺失导致ILC3s减少、ILC1s增加，并降低IL-22分泌，增加肠道感染风险。单细胞多组学分析显示，REV-ERBα/β通过抑制NFIL3（一种RORγt的转录抑制因子）维持ILC3s的代谢和表观特征。因此，靶向干预REV-ERB或NFIL3可逆转ILC3s的转化，为肠道炎症治疗提供新靶点。

该团队构建了造血细胞特异性 Nr1d1 / Nr1d2 基因（编码 REV-ERBα/β ）双敲除（DKO）小鼠，分析小肠固有层和肠系膜淋巴结中的ILC亚群，发现ILC1s显著增加（2.5-3倍），而NKp46+ ILC3s 和 T-bet+ ILC3 减少， IL-22分泌下降，IFN-γ分泌上升。随后，该团队继续探究了 REV-ERBα/β 缺失对肠道屏障完整性、微生物群落以及宿主防御的影响。通过对野生型和DKO小鼠粪便进行16S rRNA测序，发现两种小鼠的物种丰富度和多样性相当，之前的研究表明ILC3产生的IL-22在早期鼠型克雷伯菌感染中具有保护作用【7】，于是他们用鼠型克雷伯菌感染两种小鼠并监测体重减轻和粪便细菌负荷。DKO小鼠在感染后的第15天和第20天体重下降幅度更大，细菌载量也更高，表明 REV-ERBα/β 缺失导致其对克雷伯菌的易感性增加。

通过单细胞RNA测序（scRNA-seq），该团队发现DKO ILC3s表现出ILC1相关基因（如 Tbx21、Ifng ）的上调和ILC3特征基因（如 Rorc、Il22 ）的下调，此外，与脂质分解代谢（ Lpl、Cd36 和 Fasn ）、糖酵解（ Hk1、Hk3 、 Pkm 等）、氨基酸代谢（ Ass1 ）以及 Ucp2 相关的基因表达表达上调，同时还会增加 Ucp2 （一种缓解线粒体TCA循环中底物过载的转运蛋白）的表达，电镜显示 DKO ILC3中的线粒体基质密度降低，线粒体长度缩短，表明 DKO ILC3中的能量代谢发生了改变。

染色质可及性分析（scATAC-seq）结果显示 NFIL3结合位点在RORγt基因上游-2kb区域的可及性增加，直接抑制RORγt表达。为进一步验证NFIL3的作用，该团队利用CRISPR-Cas9在MNK3细胞（ILC3样细胞系）中敲低NFIL3，发现可恢复RORγt表达，删除RORγt基因上游-2kb调控区域后，NFIL3无法抑制RORγt，证实该区域是关键作用位点。基于此发现，他们使用REV-ERB拮抗剂SR8278处理细胞，可模拟DKO表型（RORγt下降，NFIL3上升），因此，未来或可通过调节REV-ERB/NFIL3轴，干预ILC3可塑性以治疗肠道炎症。

综上，这项工作证明REV-ERBα/β通过抑制NFIL3，维持ILC3s的稳定性和抗炎功能，生物钟-免疫-代谢轴的失调可能导致肠道疾病（如炎症性肠病），而靶向REV-ERB或NFIL3可能成为治疗肠道感染和自身免疫病的新策略。

https://doi.org/10.1038/s41590-025-02240-5

制版人：十一

参考文献

1. Sciume, G. et al. Distinct requirements for T-bet in gut innate lymphoid cells.J. Exp. Med.209, 2331–2338 (2012).

2. Colonna, M. Innate lymphoid cells: diversity, plasticity, and unique functions in immunity.Immunity48, 1104–1117 (2018).

3. Vonarbourg, C. et al. Regulated expression of nuclear receptor RORγt confers distinct functional fates to NK cell receptor-expressing RORγt+ innate lymphocytes.Immunity33, 736–751 (2010).

4. Stehle, C. et al. T-bet and RORα control lymph node formation by regulating embryonic innate lymphoid cell differentiation.Nat. Immunol. 22, 1231–1244 (2021).

5. Wang, Q. & Colonna, M. Keeping time in group 3 innate lymphoid cells.Nat. Rev. Immunol. 20, 720–726 (2020).

6. Takahashi, J. S. Transcriptional architecture of the mammalian circadian clock.Nat. Rev. Genet.18, 164–179 (2017).

7. Jarade, A., Di Santo, J. P. & Serafini, N. Group 3 innate lymphoid cells mediate host defense against attaching and effacing pathogens.Curr. Opin. Microbiol. 63, 83–91 (2021).

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（*排名不分先后）