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肠上皮是大量上皮内T细胞的家园，包括主要的肠上皮内淋巴细胞（IELs），以及较少的上皮内先天淋巴细胞（ILCs）。IELs的激活失调是导致乳糜泻和炎症性肠病的发病机制。诱导IELs激活的机制被广泛研究，但调节IELs的机制仍然不完全明确。2023年12月，《Nature immunology》杂志上发表了一篇题为“The transcription factor Aiolos restrains the activation of intestinal intraepithelial lymphocytes”的文章，在这项研究中，研究者发现由IKZF3编码的Ikaros锌指家族成员Aiolos通过减弱IL-15信号传导，在一定程度上控制了非常规T细胞群（uIELs）中编码NK1.1等其他NK受体、细胞毒性介质和IFN-γ的表达。Aiolos通过与STAT5和RUNX家族成员协调的表观遗传修饰调节uIELs的效应程序，从而得以控制肠道炎症。

研究者通过流式细胞术发现Ikzf3^−/− uIELs中NK受体NK1.1的表达量高于Ikzf3^+/+ uIELs。Ikzf3^−/−小鼠的IEL亚群表型分析表明，NK1.1在CD45⁺CD3⁺ TCRγδ⁺细胞群(γδ uIELs)和CD45⁺CD3⁺TCRγδ ^-TCRαβ⁺CD4 ^-CD8β^-CD8α⁺细胞群(DN uIELs)以及CD45⁺CD3⁺TCRγδ ^-TCRαβ⁺CD4⁺CD8β^-CD8α⁺细胞群（DP IELs）都有表达。RNA测序结果证明，Ikzf3^−/− γδ uIELs和Ikzf3^−/− DN uIELs表现出广泛的重编程，NK受体、颗粒酶、各种细胞因子和趋化因子以及抗凋亡分子Bcl2、检查点抑制剂和细胞内调节剂Lair1、Lag3和Socs3的表达量上调，说明了Aiolos在uIELs中表达且可以抑制uIELs的激活程序。随后研究者将遗传标记的Ikzf3^+/+和Ikzf3^−/−小鼠骨髓共同注射到亚致死辐照的Rag1^−/−小鼠中，发现Aiolos以细胞固有的方式抑制了NK受体、细胞毒性酶和IFN-γ在 γδ uIELs和DN uIELs中的表达。（见图1）

图1 Aiolos调控uIELs的激活

（图片来源于《Nature immunology》杂志）

从Ikzf3^+/+和Ikzf3^-/-小鼠的小肠上皮中分离出活性CD45⁺细胞进行单细胞RNA-seq（scRNA-seq）测序并进行可视化分析。CD8αα⁺ uIELs计算重新聚类后，区分出三种主要的集群:Tcf7⁺ uIELs、Tcf7⁻Il2rb^hi uIELs和Tcf7⁻Il2rb^lo uIELs。测序数据显示，Tcf7⁻Il2rb^hi在每个基因型中形成了一个单独的簇，Tcf7⁻Il2rb^lo在Ikzf3^−/−中的含量低于Ikzf3^+/+，而其他集群受Aiolos缺乏的影响较小。Ikzf3^−/− uIELs中上调的基因包括Ccl4、Ifng、颗粒酶基因和NK受体基因。从三个集群的差异基因火山图显示，Ikzf3缺失在Tcf7⁻Il2rb^hi集群中的影响最为明显，与Ikzf3^+/+ uIELs相比，Ikzf3^−/− uIELs中颗粒酶和NK受体等效应基因上调。综上所述，Aiolos缺陷优先影响Tcf7⁻Il2rb^hi CD8αα⁺ uIELs，增强与激活受体和效应功能相关的基因表达程序。（见图2）

图2 Aiolos影响CD8αα⁺ IELs的Tcf7^-Il2rb^hi亚群

（图片来源于《Nature immunology》杂志）

流式细胞术分析了Ikzf3^+/+和Ikzf3^−/−小鼠CD8αα⁺ uIELs中TCF1（由Tcf7编码）和CD122（由Il2rb编码）的蛋白表达情况。CD8αα⁺ uIELs包含三个细胞亚群：TCF1⁺ uIELs，TCF1^-CD122^hi uIELs和TCF1^-CD122^lo uIELs。Nk1.1在Ikzf3^−/−和Ikzf3^+/+ uIELs中的表达都是在TCF1^-CD122^hi uIELs中最高。从Ikzf3^−/−和Ikzf3^+/+小鼠小肠的不同片段中纯化CD45⁺细胞，在Ikzf3^−/−小鼠中，NK1.1的表达在十二指肠的uIELs中最高，远段的uIELs逐渐减少。γδ uIELs和DN uIELs的流式细胞分析显示，IL-15以剂量依赖的方式诱导NK1.1的表达，在Ikzf3^−/− uIELs中的表达量更高。（见图3）

图3 Aiolos缺失导致IELs对IL-15的超敏反应

（图片来源于《Nature immunology》杂志）

为了明确激活IELs的炎症反应是否会协同降低Aiolos表达，研究者给Ikzf3^+/+小鼠腹腔注射多肌苷:多胞酸（poly-I:C）形成炎症模型。1天后与空载对照组小鼠相比，给药组中Aiolos在γδ uIELs和DN uIELs中的表达明显下调。与单独使用IL-2和IL-15培养的uIELs相比，这两种刺激都下调了Aiolos在uIELs中的表达，表明炎症条件下调了Aiolos的表达。接着，研究者构建了一个急性结肠炎模型，发现与Ikzf3^fl/fl uIELs相比，E8I^Cre Ikzf3^fl/fl uIELs中NK1.1和颗粒酶C表达量更高。用葡聚糖硫酸钠（DSS）处理Ikzf3^fl/fl和E8I^CreIkzf3^fl/fl小鼠4天后，E8I^CreIkzf3^fl/fl小鼠比Ikzf3^fl/fl小鼠表现出更多的粪便血，更短的结肠长度，更突出的溃疡和更高的隐窝损伤，表明CD8α⁺细胞Aioloos缺乏加重了化学诱导的结肠炎。（见图4）

图4 炎症条件控制Aiolos表达

（图片来源于《Nature immunology》杂志）

对Aiolos结合位点相关基因的通路分析显示，TCR信号通路和NK细胞介导的细胞毒性通路富集。利用Homer de novo对Aiolos结合位点富集的基序进行分析，发现IKZF普遍结合GGGAA基序。将CUT&RUN-seq分析中与Aiolos结合位点相关的基因与RNA-seq分析中的差异表达基因（DEGs）进行比较，研究者发现Aiolos结合基因包括NK细胞受体，细胞毒性酶，趋化因子和Aiolos靶基因如Irf8。通过比较STAT5和Aiolos的全基因组分布，数据表明Aiolos-STAT5重叠区域位于NK受体，颗粒酶B和趋化因子。另外，研究者发现Aiolos结合区与其他转录因子的结合位点重叠，并在RUNX基元中特异性富集。Aiolos和RUNX结合位点的全基因组分布比较显示，γδ uIELs和DN uIELs中分别有4250个和2289个与RUNX1重叠，γδ uIELs和DN uIELs中分别有726个和351个与RUNX3重叠。综上所述，这些数据表明Aiolos可能与STAT5和RUNX家族成员协同调节某些基因组位点的基因表达。（见图5）

图5 Aiolos在IEL效应基因和STAT5结合区附近结合

（图片来源于《Nature immunology》杂志）

研究者使用转座酶染色质可及性测序（ATAC-seq）测定了相同uIEL亚群中染色质可及性的全局变化。对乙酰化组蛋白H3Lys27（H3K27ac）峰进行分析显示，与Ikzf3^+/+ γδ uIELs相比，Ikzf3^−/−中的乙酰化程度更高。Ikzf3^−/−γδ uIELs和DN uIELs中的H3K27ac峰与Ikzf3^−/− γδ uIELs和DN uIELs中上调的基因相关，包括NK受体、趋化因子和颗粒酶C。Ikzf3^−/− uIELs中更易接近的染色质区域与NK受体、趋化因子和Aiolos靶基因相关，表明启动子和增强子区域的ATAC差异峰也与DEGs相关。综上所述，Aiolos调节染色质可及性，促进组蛋白去乙酰化，并可能干扰其他转录因子来调节IEL效应基因的表达，包括NK受体、趋化因子和颗粒酶。（见图6）

图6 Aiolos在uIELs中形成不同的表观遗传景观

（图片来源于《Nature immunology》杂志）

总的来说，这些发现说明Aiolos在抑制uIEL中NK受体、细胞毒性介质、趋化因子和IFN-γ表达方面具有关键作用，可能有助于解释炎症性肠病与Aiolos表达之间的关联，强调了Aiolos在维持肠道稳态和预防炎症中的重要意义。

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