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胎儿调节性T细胞(FoxP3+Treg)的表观遗传不稳定性与功能缺陷促进效应记忆T细胞(TEM)的宫内发育
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月25日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4
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【编辑推荐】本研究通过高参数质谱流式(CyTOF)和单细胞测序技术,首次揭示人类妊娠中期胎儿组织中调节性T细胞(Treg)存在FoxP3位点部分甲基化、增殖时丢失抑制功能等表观遗传不稳定性特征,其与效应T细胞(Teff)的TCR克隆型共享程度显著高于成人。这种独特的免疫微环境在维持母胎耐受的同时,为效应记忆T细胞(TEM)的早期发育提供了许可性空间,为宫内免疫编程机制提供了全新认知。
通过整合EPIC免疫数据库的168例样本(含9例胎儿血)的百万级T细胞质谱数据发现,胎儿循环中CD4+ T细胞96.6%呈CD45RA+初始表型,但存在独特的TNFα+亚群(图1F)。约2.17%的CD4+CD45RO+记忆细胞可同时产生TNFα/IFNγ,其多功能性通过UMAP可视化得到证实(图2B)。值得注意的是,这些记忆细胞在胎儿血中的炎症因子表达水平甚至高于脐带血样本(P<0.01)。
对12例妊娠中期胸腺的单细胞分析显示,CD4+单阳性(SP)胸腺细胞已具备Th1(IFNγ+)、Th17(IL-17A+)等效应亚群分化潜能(图3A)。引人注目的是,在CD4+CD8+双阳性(DP)阶段即检测到Tbet+FoxP3+双阳性细胞(图5B),这类细胞在胸腺输出后主要定位于外周组织,其与IFNγ+效应细胞的比例在胎儿肺组织中达5:1(P<0.001)。
胎儿组织内存活细菌可能驱动了TCR克隆型的限制性选择。单细胞TCR测序显示,胎儿肝记忆T细胞的TCR多样性显著低于初始T细胞(P<0.05),提示抗原驱动选择(图4E)。尽管胎儿组织Treg频率是成人的2.3倍,但其抑制功能仅达成人肺Treg的60%(图5G)。这种功能缺陷与FoxP3+细胞在体外扩增时丢失25%的表型相关(P<0.05)。
对FoxP3基因Treg特异性去甲基化区域(TSDR)的精细分析发现,胎儿Treg仅在基因组位置49,117,092等3个CpG位点呈现部分去甲基化,而成人Treg则呈现完全去甲基化状态(图6G)。这种差异可能解释了为何胎儿Treg与效应细胞共享更多TCR克隆型(Morisita指数0.38 vs 成人0.15,P<0.01)。
该研究突破了"胎儿免疫完全抑制"的传统认知,揭示妊娠中期存在动态平衡的免疫微环境:一方面通过Tbet+Treg维持基础耐受,另一方面允许效应记忆细胞在FoxP3表观遗传不稳定的"时间窗口"进行有限发育。这对设计宫内基因治疗、母体疫苗接种等精准干预策略具有重要指导价值。
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