Cell | 从分泌到响应：芦广庆等开发CyCLoPs重构免疫应答研究的关键一环|ifn|亚基|免疫应答|受体|特异性|细胞|芦广庆

免疫系统在维持机体稳态和抵御外界威胁中发挥着核心作用。无论是细菌、病毒、真菌感染，还是组织损伤和炎症反应，免疫细胞都通过高度协调的方式作出应答。长期以来，研究人员通常根据免疫细胞表面的标志分子以及它们所分泌的效应分子-细胞因子（cytokine），对免疫细胞进行分类和功能界定。然而，这一研究范式往往忽略了一个关键问题：究竟是哪些细胞在体内真正接收并响应了这些细胞因子信号？在复杂的体内环境中，细胞因子的作用具有显著的时空特异性。同一种细胞因子，在不同组织、不同微环境，甚至不同时间窗口内，可能作用于完全不同的靶细胞群体。目前仍缺乏一种有效工具，能够在活体水平下，对正在响应特定细胞因子信号的细胞进行精确标记、定位与追踪。

2026年1月7日，来自哈佛医学院的Jun R. Huh课题组和麻省理工学院的Gloria B. Choi课题组（第一作者为芦广庆）在Cell杂志上发表了题为In vivo detection of immune responses via cytokine activity labeling的研究论文。该研究首次开发了一种名为 Cytokine-Cellular-Locating-Platforms（CyCLoPs）的报告系统，可用于可视化、定位并鉴定对细胞因子作出响应的细胞。该平台通过将细胞因子结合所诱导的细胞因子受体（cytokine receptor）二聚化事件，转化为可遗传追踪的荧光信号，实现对细胞因子响应的精准监测，为深入理解细胞因子如何在生理与疾病状态下塑造不同的免疫结局提供了强有力工具。

为捕获对细胞因子作出响应的细胞，研究人员开发了CyCLoPs，将细胞因子与其对应受体之间瞬时的物理相互作用转化为报告基因的表达信号。具体而言，研究人员首先将一个转录因子-四环素调控型反式激活子（tTA）-通过一个TEV 蛋白酶切割位点（TEV cleavage site，TCS），连接至截短的膜结合型细胞因子受体亚基 A；与此同时，将 TEV 蛋白酶融合至另一个截短的细胞因子受体亚基 B 的 C 端。当细胞因子与受体亚基 A 结合时，携带 TEV 的受体亚基 B 被招募至受体亚基 A–tTA 融合蛋白复合体，从而触发 TEV 对 TCS 位点的切割反应，使 tTA 从膜锚定的受体亚基 A 上释放。释放后的 tTA 随后转位进入细胞核，驱动下游报告基因的表达。

为评估 CyCLoPs 的可行性，研究人员首先在 TRE-EGFP 的 NIH3T3 细胞中共表达 IL-17RA-tTA 和 IL-17RC-TEV 融合蛋白，在体外构建了 IL-17A-CyCLoPs 细胞系。结果显示，该细胞系可被 IL-17A 和 IL-17F 特异性激活，从而诱导荧光报告基因的表达。在此基础上，研究人员采用相同策略，成功构建了覆盖多种细胞因子的 CyCLoPs 细胞，包括 IL-1（IL-1α 和 IL-1β）、IL-5、IL-6、IL-13、IL-18、干扰素-α（IFN-α）、干扰素-λ（IFN-λ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）以及转化生长因子-β（TGF-β）。其中，绝大多数 CyCLoPs 均表现出较高的信噪比和对其对应细胞因子的高度特异性。表明CyCLoPs 具有良好的通用性，可广泛用于体外监测多种细胞因子家族的活性。

随后，研究人员将对应的 CyCLoPs 基因盒导入 Rosa26 位点，成功构建了 IL-17A-CyCLoPs 和 IFN-γ-CyCLoPs 小鼠品系。为评估其在体内的活性，研究人员对这两类小鼠进行腹腔注射细胞因子或相应的细胞因子抗体。结果显示，IL-17A- 和 IFN-γ-CyCLoPs 能够敏感响应体内细胞因子水平的升高或降低，尤其在肠黏膜中表现最为明显。

为验证 CyCLoPs 系统能否在生理相关模型中检测细胞因子与其受体的相互作用，研究人员在体内进行了应用。首先，在 IL-17A-CyCLoPs 报告小鼠中定植节状菌（Segmented Filamentous Bacteria, SFB）以促进小肠中 CD4⁺ Th17 细胞的分化，并评估其对 IL-17A 反应的检测能力。结果显示，IL-17A-CyCLoPs 小鼠能够鉴定出在共生菌定植后主要分布于回肠绒毛的 IL-17A 响应性肠上皮细胞。此外，在 IFN-γ-CyCLoPs 报告小鼠中通过皮下注射肿瘤细胞，研究人员能够检测到肿瘤内暴露于 IFN-γ 的 CD8⁺ T 细胞。这些细胞高表达 CD36、CD38 和瘦素受体（leptin receptor），并呈现出与效应功能受限相关的基因特征。总体而言，该系统能够分别空间定位由共生菌诱导的 IL-17A 响应细胞和识别 IFN-γ 介导的肿瘤浸润 CD8⁺ T 细胞信号。值得注意的是，IL-17A-CyCLoPs 小鼠的 GFP 信号强度与 IL-17A 反应的强度呈正相关，进一步表明该系统能够定量反映细胞因子响应水平。

综上所述，本研究开发的 CyCLoPs 是一种在体外和体内均表现出高度特异性的稳健系统，可用于精确检测细胞因子响应。值得注意的是，这一策略可在未来扩展，用于构建其他 CyCLoPs 小鼠报告系，以监测各种细胞因子及其受体在体内的功能。CyCLoPs 的开发与应用有望推动我们对细胞因子功能的深入理解，并为设计针对多种疾病-从炎症性和感染性疾病到癌症-的个性化治疗策略提供有力工具。