NFAT 单缺陷小鼠 T 细胞:降低 aGvHD 风险与控制巨细胞病毒感染的新希望

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:iScience 4.6

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  在异基因造血干细胞移植(allo-HCT)中,控制移植物抗宿主病(GvHD)和巨细胞病毒(CMV)感染是难题。研究人员开展了 NFAT 单缺陷小鼠 T 细胞相关研究,发现其能降低 aGvHD 风险且有效控制 CMV 感染,为临床治疗提供新方向。

  在医学领域,异基因造血干细胞移植(allo-HCT)是许多血液恶性肿瘤的治愈性治疗选择。然而,它却伴随着诸多挑战。一方面,患者在接受化疗和 / 或放疗进行预处理后,恶性细胞仍可能残留,导致肿瘤复发。另一方面,供体来源的 T 细胞虽能发挥移植物抗白血病(GvL)效应,清除残留恶性细胞,但同时也会识别并损伤受体组织,引发急性移植物抗宿主病(aGvHD),这成为非复发死亡率和发病率的主要原因。此外,allo-HCT 后感染问题突出,其中巨细胞病毒(CMV)感染尤为棘手,它不仅常导致移植失败,还会加重临床症状,影响患者预后。
为了解决这些难题,德国维尔茨堡大学朱利叶斯 - 马克西米利安斯大学(Julius-Maximilians-University Würzburg)的研究人员 Nadine Hundhausen、Snigdha Majumder、Yin Xiao 等开展了一项关于 NFAT 单缺陷小鼠 T 细胞的研究。他们发现,NFAT 单缺陷的 T 细胞在 allo-HCT 过程中,既能降低 aGvHD 的风险,又能有效控制 CMV 感染,这一成果发表在《iScience》杂志上,为临床治疗提供了新的方向和希望。

研究人员在该研究中运用了多种关键技术方法。在动物模型构建方面,通过特定的小鼠品系杂交获得不同基因型的小鼠用于实验。细胞分离技术上,采用相应试剂盒从不同组织中分离出 BM 细胞、T 细胞等。病毒感染模型建立时,用特定的 MCMV 毒株感染小鼠模拟急性和潜伏感染。还运用了流式细胞术,对不同细胞表面和胞内分子进行检测分析;通过定量 qRT-PCR 测定组织中的病毒基因组载量 。

研究结果如下:

  1. 急性 MCMV 感染与 aGvHD:在 allo-HCT 后,急性 MCMV 感染会加重小鼠体重下降和临床评分,但 NFAT 缺陷的共移植 T 细胞仍能部分减轻 aGvHD 症状。研究人员采用单倍体相合 HCT 设置(B6,H-2b→CB6F1,H-2b + d),在 allo-HCT 后 2 天对小鼠进行急性 MCMV 感染。结果显示,与野生型(WT)T 细胞相比,NFAT 缺陷 T 细胞移植后的 GvHD 评分更低,且能至少与 WT T 细胞一样控制 MCMV,这通过测定急性感染后 6 天和 12 天的病毒拷贝数得以证实。
  2. 潜伏 MCMV 感染与 aGvHD:模拟临床高风险场景(D/R+),对 allo-HCT 受体小鼠进行潜伏 MCMV 感染。结果发现,NFAT 缺陷的共移植 T 细胞能控制潜伏 MCMV 感染,且引发的 aGvHD 症状较轻。将 WT、Nfatc1-/- 、Nfatc2-/-和 Nfatc1-/-Nfatc2-/-(DKO)T 细胞移植到未感染和 MCMV 阳性小鼠体内,发现移植 NFATc1和 / 或 NFATc2缺陷 T 细胞的小鼠体重下降和临床 GvHD 评分低于移植 WT T 细胞的小鼠,且对病毒的控制更好。
  3. NFAT 缺陷 Tregs 的变化:通过流式细胞术分析发现,无论是否存在 MCMV 感染,在单倍体相合 GvHD 模型中,NFAT 缺陷的 Tregs 在总 CD4 T 细胞中的频率及其绝对细胞数均增加。
  4. 细胞因子和细胞毒性分子表达:NFAT 缺陷的 CD4 和 CD8+ T 细胞在 aGvHD 期间产生的促炎细胞因子如 IFN-γ 较少,且在潜伏感染小鼠中,NFAT 缺陷的 CD8+ T 细胞表达的颗粒酶 B(GzmB)和穿孔素(Prf1)也减少。
  5. T 细胞分化:NFAT 缺陷减少了 CD8+ T 细胞的耗竭,促进了 MCMV 特异性 CD8+ T 细胞的终末分化。通过对相关标记物的染色分析发现,NFAT 缺陷的 T 细胞中,与耗竭相关的标记物减少,MCMV 特异性的某些细胞亚群数量增加。
  6. NFAT 缺陷对 CD8+ T 细胞的影响:仅在 CD8+ T 细胞中敲除 NFAT 也能降低严重 GvHD 的风险并控制 MCMV 感染。将 WT CD4 T 细胞与不同基因型的 CD8 T 细胞按 1:1 比例共移植到潜伏 MCMV 感染小鼠体内,发现敲除 NFAT 的 CD8+ T 细胞能减少体重下降和临床评分,更有效地控制病毒。
  7. NFAT 缺陷 MI 细胞的特性:NFAT 缺陷的 MCMV 特异性 M38+ CD8 T 细胞亚群不仅数量增加,而且 IFN-γ+和 GzmB+细胞的频率也增加。通过对不同细胞亚群的分析发现,NFAT 缺陷的 MI 细胞在表达这些效应分子方面具有优势。

研究结论和讨论部分指出,在 allo-HCT 的小鼠模型中,NFAT 单缺陷的 T 细胞相较于 WT T 细胞能改善 GvHD,同时保留 GvL 效应。虽然 MCMV 感染会加重临床结果,但 NFAT 缺陷 T 细胞的移植仍能改善 GvHD 评分。NFAT 缺陷的 T 细胞产生较少的促炎和细胞毒性分子,这有助于减轻 GvHD 症状。同时,MCMV 特异性的 NFAT 缺陷 CD8+ MI 细胞数量增加且功能增强,使其能够更好地控制病毒。此外,降低 NFAT 表达水平可能还有助于减少 T 细胞耗竭,增强 MI 表型,从而在 GvHD 期间实现对 MCMV 的持久控制。这一研究为临床 allo-HCT 中控制 GvHD 和 CMV 感染提供了新的策略和理论依据,有望推动相关治疗方法的进一步发展 。
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