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2023年1月19日，于Nature Immunology (IF： 31.250)發(fā)表題為“Tissue adaptation and clonal segregation of human memory T cells in barrier sites”。作者收集人類屏障組織以及淋巴器官和血液樣本，整合多種單細胞測序技術，研究人類屏障組織中的記憶性T細胞克隆重疊情況。通過CyTOF以及單細胞RNA測序，分別繪制了各組織中記憶性T細胞的蛋白表達譜和轉錄譜，并發(fā)現(xiàn)人類屏障組織中，這群細胞的駐留、歸巢、以及功能的蛋白表達譜和轉錄譜均與游離T細胞具有顯著區(qū)別;游離記憶性T細胞分化程度更高，進行著高度增殖，各組織中存在大量克隆重合，并線表達效應性以及細胞毒性分子標簽；而組織駐留記憶性T細胞進行著空間特異性增殖，具有組織特異性，揭示了保護性免疫作用需要組織特異性信號參與。
一、研究背景
有證據表明，在人類屏障組織中，組織駐留記憶性T細胞（TRM）對人體具有強大的免疫保護作用，此外有研究發(fā)現(xiàn)組織駐留記憶性T細胞在屏障組織中具有空間特異性，然而這種空間特異性分布只存在屏障組織中，還是對整個機體具有普適性，目前尚不清楚。
二、結果
1.組織駐留記憶性T細胞具有組織特異性
從三個人體的8個部位（血液、脾臟、肺淋巴結、腹股溝淋巴結、腸系膜淋巴結、肺、皮膚和空腸）中分離T細胞，以表征全身T細胞亞群組成和表型異質性；通過CyTOF分析發(fā)現(xiàn)與所有其他位點相比，每個屏障組織位點都具有獨特的T細胞組成，TRM細胞具有位點特異性特征。
2.不同的克隆連接定義了屏障部位的T細胞
接下來，作者做了TCR-seq去評估屏障位點CD4+和CD8+T細胞相對于血液和淋巴組織中細胞的克隆擴增和重疊程度。與組織相關淋巴結中的克隆相比，肺、空腸和皮膚中擴增的CD4+和CD8+T細胞克隆增加。與CD4+T細胞相比，CD8+T細胞在血液、脾臟、骨髓、淋巴結、肺和空腸中也表現(xiàn)出更高的克隆擴增。重疊分析表明，與CD8+T細胞相比，CD4+T細胞克隆較少且位點特異性更強，并且屏障位點中的T細胞與富含血液和淋巴樣位點的T細胞發(fā)生更多地克隆分離。
scRNA-seq揭示了T細胞的亞群和TRM細胞組織特異性特征
為了將組織特異性分析與克隆起源相結合，作者對來自兩個供體八個位點的 CD3 + T 細胞 進行了scRNA-seq 和TCR-seq，注釋了8個已知的CD4+和CD8+譜系的T細胞亞群。T 細胞亞群的組織分布與通過 CyTOF技術在不同供體中鑒定出的組織分布相似，并證實主要是由于TRM細胞導致了屏障位點中T細胞的明顯聚集。差異表達分析鑒定了每個屏障位點的位點特異性基因表達譜，其中皮膚的位點特異性差異表達基因數(shù)量最多，證明了皮膚TRM細胞之間的潛在異質性，確定了六個與不同功能相關的皮膚TRM亞群。
4.TEM和TEM克隆呈彌散狀，而TRM克隆呈局部擴張。
將TCR克隆信息映射到UMAP，發(fā)現(xiàn)CD8 +T 細胞克隆比 CD4 + T 細胞克隆擴增顯著增多，CD8 + T 細胞在大多數(shù)位點大量擴增。淋巴部位和肺內擴增最多的前10個克隆包括終末分化效應記憶 T 細胞/效應記憶T細胞（TEM /TEMRA），而在屏障位點大多數(shù)克隆是 TRM。
高度可變基因分層聚類比較未發(fā)生克隆擴增和發(fā)生克隆擴增的TEM/TEMRA細胞的差異基因表達，結果表明分化的TEM和TEMRA細胞中擴增的T細胞群表現(xiàn)出不同的功能。
跨組織共享克隆擴增的程度分析，通過跨位點追蹤擴增最多的 CD4 +和 CD8 + T 細胞克隆和從樣本中取相同數(shù)量細胞分析來控制抽樣偏差，兩種方法表現(xiàn)一致。通過配對的TRB和TRA序列鑒定出大多數(shù) CD4 + T 細胞克隆是定位于單個屏障位點的TRM細胞，在多個位點檢測到許多CD8 + TEM /TEMRA克隆，這些傳播的克隆中的一些與屏障或淋巴結部位的 TRM 克隆重疊。同時作者發(fā)現(xiàn)屏障位點 TRM細胞的克隆分離與上圖中大量克隆的單鏈分析結果一致。
三、結論和意義
整合了單細胞蛋白、轉錄組和 TCR 分析表征了跨人體屏障位點、淋巴器官和循環(huán)的 T 細胞免疫力。結果表明游離記憶性T細胞分化程度更高，而人類屏障組織中，這群T 細胞的駐留、歸巢、以及功能的蛋白表達譜和轉錄譜均與游離T細胞具有顯著區(qū)別;游離記憶性T細胞分化程度更高，進行著高度增殖，各組織中存在大量克隆重合，并線表達效應性以及細胞毒性分子標簽；而組織駐留記憶性T細胞進行著空間特異性增殖，具有組織特異性，揭示了保護性免疫作用需要組織特異性信號參與。
