阿尔茨海默病模型中克隆扩增CD8+ T细胞通过CCL5-CCR5轴阶段性调控淀粉样蛋白病理的机制研究

《Nature Communications》：Stage-specific roles of clonally expanded CD8+ T cells in regulating amyloid pathology in Alzheimer’s disease models

本研究针对阿尔茨海默病（AD）中CD8+ T细胞功能争议，通过单细胞测序与转基因模型，揭示其在疾病早期通过CCL5-CCR5信号抑制小胶质细胞向疾病相关状态（DAM）转化，加剧Aβ沉积；晚期则转为组织驻留表型发挥保护作用。该发现为AD的阶段性免疫治疗提供新靶点。

　　

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）作为最常见的神经退行性疾病，其典型病理特征包括脑内淀粉样蛋白β（Aβ）斑块沉积、神经纤维缠结和神经炎症。近年来，适应性免疫细胞尤其是CD8⁺ T细胞在AD中的作用逐渐受到关注，但其在疾病不同阶段的具体功能及机制尚不明确。一些研究认为脑内浸润的CD8⁺ T细胞可能通过细胞毒性作用加剧神经损伤，而另一些研究则提示其可能通过调控小胶质细胞功能限制病理进展。这种矛盾可能源于疾病阶段的异质性，但相关动态研究仍较缺乏。

为此，东京理科大学和庆应义塾大学的研究团队在《Nature Communications》上发表论文，通过App^NL-G-F和5xFAD两种AD小鼠模型，结合单细胞转录组与T细胞受体测序技术，系统揭示了CD8⁺ T细胞在AD早期和晚期阶段的功能转换及其机制。研究发现，早期脑内浸润的CD8⁺ T细胞发生克隆扩增，通过CCL5-CCR5信号轴抑制小胶质细胞向疾病相关状态（disease-associated microglia, DAM）转化，从而削弱Aβ清除能力，促进斑块沉积；而晚期这些细胞则转为组织驻留和耗竭表型，发挥保护作用。这一阶段性调控机制为理解AD免疫病理提供了新视角，并为开发阶段特异性免疫治疗策略奠定基础。

关键技术方法

研究采用App^NL-G-F knock-in和5xFAD转基因AD小鼠模型，通过流式细胞术分选脑内免疫细胞进行单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞T细胞受体测序（scTCR-seq），鉴定克隆扩增的T细胞亚群；利用TCR重构技术将疾病特异性TCR转入初始CD8⁺ T细胞，通过过继转移实验验证其脑内浸润及病理效应；通过细胞互作分析（CellChat）筛选CCL5-CCR5等关键信号通路，并结合药理学阻断（抗CCL5抗体）和体内外小胶质细胞吞噬功能实验验证机制。

研究结果

CD8⁺ T细胞在早期而非晚期Aβ病理中发挥促病作用

在App^NL-G-F小鼠中，3月龄（早期）T细胞缺失（Cd3e^-/-）或CD8⁺ T细胞特异性清除显著降低皮质和海马区Aβ斑块负荷，而9月龄后T细胞缺失则加重病理。流式分析显示早期脑内CD8⁺ T细胞浸润增加，且多靠近Aβ斑块分布，提示其直接参与早期病理调控。

早期与晚期Aβ病理中CD8⁺ T细胞的异质性

scRNA-seq分析将脑内CD8⁺ T细胞分为效应功能主导的CD8⁺ T1（高表达Ccl5、Nkg7）和组织驻留型CD8⁺ T2（高表达Itga4、Cd69）亚群。早期病变中以T1为主，表现为增殖活跃（Ki-67⁺）和效应分子高表达；随疾病进展，T细胞逐渐转向T2样表型，伴随PD-1、CXCR6等组织驻留/耗竭标记上调，轨迹分析支持从T1向T2的分化路径。

克隆性CD8⁺ T细胞应答加剧早期Aβ病理

scTCR-seq显示早期App^NL-G-F小鼠脑内CD8⁺ T细胞克隆多样性降低，优势克隆（如AppTCR#1/2）在抗原呈递实验中特异性响应AD脑组织裂解液。过继转移表达AppTCR#1的CD8⁺ T细胞至T细胞缺陷小鼠后，其脑内浸润增强并加重Aβ沉积，证实其抗原依赖性致病作用。

早期Aβ病理中T细胞驱动的小胶质细胞状态转换

T细胞缺失促进小胶质细胞向DAM状态转化，表现为Apoe、Tyrobp、CD11c等标记基因上调，并增强Aβ吞噬能力（Methoxy-XO4⁺微胶质细胞增多）。相反，在T细胞存在的早期病变中，小胶质细胞的DAM转换和吞噬功能受到抑制。

CCL5-CCR5轴塑造小胶质细胞表型及早期病理

细胞互作分析发现CD8⁺ T1细胞通过CCL5与微胶质细胞CCR5增强通讯。脑内注射CCL5加重T细胞缺陷小鼠的Aβ沉积，而抗CCL5抗体处理则减轻斑块负荷并增加CD11c⁺斑块关联小胶质细胞。体外实验进一步证实CCL5抑制LPS激活的小胶质细胞对Aβ₄₂的吞噬。

结论与意义

本研究揭示了CD8⁺ T细胞在AD病理中的阶段性双刃剑作用：早期通过抗原特异性克隆扩增和CCL5-CCR5信号抑制小胶质细胞功能，促进Aβ沉积；晚期则转为组织驻留表型，可能通过调控微环境发挥保护作用。这一发现不仅澄清了既往研究中CD8⁺ T细胞功能的矛盾结论，更强调了针对疾病阶段制定免疫干预策略的重要性。CCL5-CCR5轴作为早期潜在治疗靶点，为开发基于T细胞调控的AD精准免疫治疗提供了新思路。