PNAS丨邓有才/邓亚飞团队揭示Rbp-Jκ通过染色质重塑调控NK细胞成熟和迁移机制|nk|pnas|rbp|位点|染色质|细胞|邓亚飞|邓有才

自然杀伤（ NK ）细胞是固有免疫系统中的关键效应细胞，属于先天淋巴样细胞，在抵抗病毒感染和肿瘤监视中发挥重要作用。目前，体外制备的 NK 细胞在体内的组织归巢与肿瘤浸润能力不足是 NK 细胞治疗（包括体外扩增 NK 细胞与 CAR-NK 等）当前面临的主要瓶颈。 NK 细胞在骨髓中由共同淋巴样祖细胞逐步发育成熟，随后离开骨髓、进入血液循环并归巢至外周组织，这一 “ 成熟 — 动员 — 归巢 ” 的进程，需要在恰当的时机开启恰当的基因程序。染色质重塑正是掌控该进程的 “ 分子开关 ” ：它通过改变特定基因位点的染色质开放程度，决定转录机器能否 “ 读取 ” 基因。近年来研究发现，特定的染色质开放状态可以赋予 NK 细胞长期记忆的能力【1】，核心转录因子 T-BET 和 EOMES 也通过维持 NK 细胞效应基因位点的染色质开放性，保障其快速响应的能力【2】。这些证据共同提示，染色质层面的动态调控对 NK 细胞功能特化具有重要意义。转录调控因子 Rbp-Jκ （哺乳动物中又称 CSL/RBPJ ）是 Notch 信号通路的核心效应分子。既往研究发现，全造血谱系或 IL-7R 谱系限制性敲除 Rbp-Jκ 均会严重损害 NK 细胞的特化与成熟【3, 4】，然而，此类模型难以区分 Rbp-Jκ 在造血祖细胞阶段（微环境层面）与 NK 细胞自身分化后期（细胞内在层面）的不同作用，而 Rbp-Jκ 是否通过调控染色质重塑来影响 NK 细胞的成熟、迁移与效应功能，此前也不清楚。

近日，湖南省儿童医院与陆军军医大学等多家单位合作，在PNAS在线发表题为Rbp-Jκcontrols NK cell late maturation and migration viachromatin landscape remodeling的研究论文。团队通过构建 NK 细胞特异性 Rbp ‑ Jκ 敲除小鼠（简称 Rbp-Jκ ΔNK ）结合 scRNA ‑ seq 、 scATAC ‑ seq 、 bulk ATAC ‑ seq 及 CUT&Tag 多组学数据等，系统探究其在 NK 细胞成熟、迁移及效应功能中的细胞内在作用。结果发现Rbp‑Jκ在NK细胞成熟过程中通过重塑染色质状态，调控NK细胞成熟与活化相关分子基因区域的可及性，在确保NK细胞成熟过程中成熟相关分子正确表达的同时，抑制效应相关分子的表达以避免过早活化所带来的细胞损伤。具体而言， Rbp-Jκ 缺陷导致编码效应分子（如 Il2rb 和 Klrb1c ）以及关键转录调控因子（如 Runx1 、 Smad4 和 Stat3 ）的染色质可及性增加，但是编码成熟和迁移相关基因（如 S1pr1 、 S1pr5 和 Xcl1 ）的染色质可及性降低，最终导致 NK 细胞终末成熟受阻、迁移能力受损，骨髓中 NK 细胞滞留增多，外周循环 NK 细胞数量减少。

在 Rbp-Jκ 调控的核心分子发现上，研究人员聚焦于在 NK 细胞成熟与迁移调控中具有枢纽地位的转录因子 Krüppel 样因子 2 （ Klf2 ）。 Rbp-Jκ 缺陷的 NK 细胞中， Klf2 及其下游靶点（ S1pr5 和 Cx3cr1 ）均出现同步失调，染色质免疫沉淀（ ChIP ）实验证实 Rbp-Jκ 可直接结合 Klf2 启动子，而 Klf2 可结合 S1pr5 和 Cx3cr1 启动子。在 Rbp-Jκ 缺陷的 NK 细胞中过表达 Klf2 可恢复 CD62L 和 CX3CR1 的表达下调。值得注意的是，多组学分析显示 Rbp-Jκ 正向调控的靶点中有 60.3% 与 Klf2 的顺式调控靶点重叠， ChIP -qPCR 进一步支持二者可在相同基因组位点共同占据。

综上所述， Rbp-Jκ 通过染色质重塑调控 Klf2 驱动的转录程序，从而将 NK 细胞的成熟与其迁移能力相耦联。一方面， Rbp-Jκ 为 NK 细胞的成熟设定了发育检查点；另一方面，它通过维持 Klf2 及其下游迁移基因位点的染色质开放，为成熟 NK 细胞离开骨髓迁移到外周准备好转录程序。这些发现将 Rbp-Jκ 确立为连接 NK 细胞发育检查点与功能部署的关键调控因子。此外，本研究提示在 NK 细胞体外分化过程中靶向 Rbp-Jκ-Klf2 染色质轴进行表观重编程，有望同时提高 NK 细胞的生成效率与肿瘤浸润能力，为新一代 NK 细胞治疗产品的优化提供策略与靶点。

湖南省儿童医院彭虹艳助理研究员、刘勇杰助理研究员和陆军军医大学杨耀博士为本文的共同第一作者，湖南省儿童医院邓亚飞副研究员、重庆市涪陵区中医院仲召阳教授，陆军军医大学邓有才教授为本文的通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2525481123

制版人：十一

参考文献

1 Rückert T, L. C., Mashreghi MF, Ludwig LS, Romagnani C. Clonal expansion and epigenetic inheritance of long-lasting NK cell memory.Nat Immunol.21 , 1551-1563, doi:10.1038/s41590-022-01327-7 (2022).

2 Wong P, F. J., Chang L, Neal CC, Yao T, Cubitt CC, Tran J, Kersting-Schadek S, Palakurty S, Jaeger N, Russler-Germain DA, Marin ND, Gang M, Wagner JA, Zhou AY, Jacobs MT, Foster M, Schappe T, Marsala L, McClain E, Pence P, Becker-Hapak M, Fisk B, Petti AA, Griffith OL, Griffith M, Berrien-Elliott MM, Fehniger TA. T-BET and EOMES sustain mature human NK cell identity and antitumor function.J Clin Invest.133 , e162530, doi:10.1172/JCI162530 (2023).

3 Chaves P, Z. A., Wittmann L, Boukarabila H, Peitzsch C, Jacobsen SEW, Sitnicka E. Loss of Canonical Notch Signaling Affects Multiple Steps in NK Cell Development in Mice.J Immunol.201 , 3307-3319, doi:10.4049/jimmunol.1701675 (2018).

4 Perchet T, P. M., Banchi EG, Meunier S, Cumano A, Golub R. . The Notch Signaling Pathway Is Balancing Type 1 Innate Lymphoid Cell Immune Functions.Front Immunol.9 , 1252, doi:10.3389/fimmu.2018.01252 (2018).

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（*排名不分先后）