《Molecular Biomedicine》：Targeting the CD4+ effector memory T cells re-expressing CD45RA suppressor galectin-7: a multi-omics-guided therapeutic strategy for idiopathic pulmonary fibrosis
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特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis, IPF）是一种治疗选择有限的慢性进行性间质性肺病。尽管单细胞（single-cell）与空间转录组学已揭示IPF肺微环境的细胞异质性，但具有因果相关性的免疫驱动因素仍不明确。研究人员
特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis, IPF）是一种治疗选择有限的慢性进行性间质性肺病。尽管单细胞（single-cell）与空间转录组学已揭示IPF肺微环境的细胞异质性，但具有因果相关性的免疫驱动因素仍不明确。研究人员通过整合多组学数据的大规模孟德尔随机化（Mendelian randomization, MR）发现，CD4+效应记忆T细胞再表达CD45RA（effector memory T cells re-expressing CD45RA, TEMRA）比例与IPF风险之间存在一致的负因果关联。研究人员通过单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）、流式细胞术（flow cytometry）及多重免疫荧光（multiplex immunofluorescence）等多平台验证，证实IPF患者外周血与肺组织中CD4+ TEMRA频率显著降低，该亚群可作为临床相关生物标志物。空间转录组学显示TEMRA分化特征与局部纤维化负荷呈负相关。机制上，整合单细胞分析定位化生性KRT5+基底细胞为破坏免疫稳态的关键上皮群体；这些异常上皮细胞上调Galectin-7（LGALS7），与IL-7竞争受体结合，抑制STAT5磷酸化，限制CD4+ TEMRA分化，从而揭示IPF中此前未被认识的上皮-免疫串扰轴。研究人员对20,000个化合物进行虚拟筛选，鉴定neoeriocitrin为Galectin-7抑制剂，可在体外恢复STAT5磷酸化并在体内减轻肺纤维化。该研究将Galectin-7定位为可成药靶点，并建立上皮功能障碍连接免疫失调的新框架。
研究背景方面，特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis, IPF）是一种以肺泡上皮反复损伤、肌成纤维细胞异常活化及细胞外基质过度沉积为特征的慢性进行性纤维化性间质性肺病。现有药物吡非尼酮（pirfenidone）与尼达尼布（nintedanib）仅能延缓进展，不能逆转纤维化，疾病仍不可治愈。虽然单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）和空间转录组学揭示了IPF微环境异质性，但哪些免疫细胞表型具有因果意义仍不清楚，且多数研究队列较小，难以支持免疫与纤维化之间的因果推断。因此，研究人员拟通过因果推断与多组学验证，明确CD4+效应记忆T细胞再表达CD45RA（effector memory T cells re-expressing CD45RA, TEMRA）在IPF中的作用，并探索上皮来源分子对T细胞分化的调控机制。
研究人员开展大规模两样本孟德尔随机化（Mendelian randomization, MR），整合免疫细胞性状与IPF全基因组关联数据，发现CD4+ TEMRA比例升高与IPF风险降低存在一致因果关联。随后利用人外周血单核细胞（peripheral blood mononuclear cells, PBMCs）、肺组织、公开scRNA-seq数据集、空间转录组、类器官、精准切割肺切片（precision-cut lung slices, PCLS）和小鼠模型进行多层级验证，最终提出KRT5+化生性基底细胞高表达Galectin-7，通过竞争IL-7（interleukin-7）抑制IL-7R（IL-7 receptor）-JAK（Janus kinase）-STAT5信号，限制CD4+ TEMRA分化，从而促进纤维化的新机制，并筛选出Galectin-7抑制剂neoeriocitrin。该论文发表于《Molecular Biomedicine》，其意义在于把免疫因果性状、上皮-免疫串扰和可转化小分子抑制剂串联起来，为IPF提供了超越抗纤维化对症治疗的疾病修饰思路。
关键技术方法上，研究人员使用欧洲裔IPF遗传学联盟发现队列与MRC-IEU验证队列开展两样本MR；采用人IPF肺移植组织、器官捐献正常肺组织、IPF与正常对照PBMC，以及公共GSE233844、GSE146981、GSE47460等队列进行单细胞与批量转录组分析；构建AT2细胞来源化生性基底细胞类器官与PCLS外渗培养体系；利用博来霉素（bleomycin, BLM）小鼠模型与AAV-Lung3介导的肺上皮Lgals7过表达小鼠模型进行体内验证；并通过虚拟筛选、分子对接、微量热泳动（microscale thermophoresis, MST）和细胞热位移实验鉴定neoeriocitrin。
研究结果部分，CD4+ TEMRA cells were screened as a causal immune trait for IPF小节中，研究人员通过MR、流式细胞术和公开scRNA-seq验证，得出CD4+ TEMRA是IPF保护性因素，且在患者外周血中频率下降。Core CD4+ TEMRA gene signature stratified IPF patients into distinct prognostic groups小节中，研究人员通过hdWGCNA共表达网络与LASSO回归，选出AGTRAP、ARRB2、EFHD2、GPR65、IL2RB、PTP4A2、RNF166七基因特征，将IPF患者分为不同预后亚组，差预后组ROS代谢增强。Regional pro-TEMRA differentiation of CD4+ T cells predicts milder lung fibrosis小节中，研究人员通过CT、多重免疫荧光、流式与空间转录组，证明肺内CD4+ TEMRA随纤维化加重而减少，其分化特征与ACTA2所代表的肌成纤维化区域呈负相关。IL-7-Mediated promotion of TEMRA differentiation attenuates fibrosis小节中，研究人员通过体外IL-7刺激、FACS分选、PCLS共培养及BLM小鼠IL-7治疗，证明IL-7促进CD4+ TEMRA分化，该群细胞具有高细胞毒分子GZMH、GZMA、perforin表达，可诱导胶原区成纤维细胞凋亡并减轻纤维化。Galectin-7 reduces TEMRA cell frequency and exacerbates pulmonary fibrosis小节中，研究人员通过ssGSEA、类器官、A549过表达与小鼠Lgals7过表达模型，证明IPF化生性基底细胞分泌Galectin-7，降低CD4+ TEMRA频率并加重胶原沉积与肺损伤。Galectin-7 competes with IL-7 for receptor binding and suppresses STAT5 phosphorylation小节中，研究人员通过竞争结合实验与Western blot证明Galectin-7可削弱IL-7诱导的p-STAT5、p-JAK1信号，STAT5抑制剂可模拟其对TEMRA分化的抑制。Targeting Galectin-7 to restore CD4+ TEMRA abundance and identify a novel inhibitor小节中，研究人员通过20,000化合物PCLS筛选、 docking、MST与CETSA，确定neoeriocitrin结合Galectin-7二聚体界面，恢复STAT5/JAK1磷酸化，在AAV-Lgals7小鼠中雾化给药可减轻肺纤维化，效果与pirfenidone相当。
讨论部分总结，研究人员强调CD4+ TEMRA并非单纯衰老T细胞，而是具有细胞毒潜能的终末分化亚群，其减少反映IPF中T细胞效应功能受损。与Galectin-3等广泛表达的galectin家族成员不同，Galectin-7在IPF化生性基底细胞中选择性上调，因而更具靶向特异性。研究直接用人肺组织、类器官和PCLS验证，弥补了小鼠模型不能完全重现人IPF病理的不足。neoeriocitrin先前作为黄酮类提取物成分被报道有抗纤维化作用，本研究进一步给出Galectin-7这一具体靶点。研究人员也承认MR机制、动物模型慢性化程度、人肺组织样本量及化合物脱靶效应仍存在局限。
结论部分翻译如下：总之，研究人员揭示一条上皮-免疫轴：化生性基底细胞来源的Galectin-7抑制IL-7-STAT5信号并限制CD4+ TEMRA分化，从而促进纤维化。以neoeriocitrin靶向该轴，代表一种有前景的IPF疾病修饰策略。
