《Transplantation and Cellular Therapy》：Beta-2 adrenergic receptor in CD8+ T cells inhibits GVHD through transcriptional modulation of differentiation and exhaustion
编辑推荐：
``摘要异基因造血细胞移植（allo-HCT）是治疗某些血液系统疾病的有效方法。然而，移植物抗宿主病（GVHD）限制了allo-HCT的更广泛应用。儿茶酚胺能交感神经系统可以调节免疫细胞。β2肾上腺素受体（β2AR）作为免疫检查点，但其在CD8+ T细胞中的作用仍不明确。我们使用
``
摘要
异基因造血细胞移植（allo-HCT）是治疗某些血液系统疾病的有效方法。然而，移植物抗宿主病（GVHD）限制了allo-HCT的更广泛应用。儿茶酚胺能交感神经系统可以调节免疫细胞。β2肾上腺素受体（β2AR）作为免疫检查点，但其在CD8+ T细胞中的作用仍不明确。我们使用了一个MHC不匹配的急性GVHD模型来研究供体CD8+ T细胞上的β2AR活性如何影响GVHD的严重程度。与接受β2AR-/-（KO）CD8+ T细胞的宿主小鼠相比，接受β2AR+/+（WT）CD8+ T细胞的宿主小鼠表现出较轻的GVHD、外周循环中炎症细胞因子水平较低、供体CD8+ T细胞扩增减少以及中枢记忆细胞形成减少。单细胞RNA测序和流式细胞术分析显示，供体来源的KO CD8+ T细胞具有较高的Tc1/Tc17特征（T-Bet、IFNγ、TNFα、RORγT和IL23r），Eomes和Gata3的表达水平较低，并且PD1、Tim3、Lag3和CTLA4的表达频率低于β2AR WT细胞。此外，接受KO CD8+ T细胞的宿主小鼠表现出更强的移植物抗淋巴瘤效应。这些结果共同表明，供体CD8+ T细胞中的β2AR活性通过转录调控抑制T细胞分化和耗竭来抑制GVHD，包括与T-Bet/Eomes和PD1相关的过程。
引言
异基因造血细胞移植（allo-HCT）在治疗血液系统恶性肿瘤方面已被证明有效1,2。然而，GVHD显著限制了该疗法的应用3。特别是，理想的移植物对抗肿瘤（GVT）反应依赖于细胞毒性T细胞，而异反应性CD8+ T细胞是GVHD的关键效应细胞4。因此，识别限制供体CD8+ T细胞参与GVHD的免疫调节机制有助于提高allo-HCT的效果。已知神经激素信号通过β-肾上腺素受体影响T细胞的生物学特性，如组织归巢和效应功能5,7。β2AR在免疫细胞中表达8,9。在allo-HCT环境中，CD4+和CD8+ T细胞的β2AR表达水平升高10。在标准环境温度（ST）下饲养的小鼠比在温暖、中性温度（TT）下储存的小鼠表现出更强的应激反应11。急性GVHD（aGVHD）涉及向T细胞呈递抗原并随后产生促炎细胞因子（如TNFα、IL2、IL6）的细胞因子风暴，通常通过高剂量辐射（700-1300 cGy）免疫耗尽受体小鼠，然后移植MHC不匹配的供体骨髓（BM）细胞和T细胞来模拟12。当allo-HCT受体在小鼠处于ST条件下时，aGVHD的严重程度降低，而当受体小鼠接受全β阻滞剂治疗时，这种保护作用消失，这表明宿主中的β2AR活性减少了GVHD的严重程度11,13。使用供体BM、CD4+ T细胞或CD25-CD4+ T细胞的MHC不匹配allo-HCT显示，CD4+ T细胞上功能性的β2AR存在可缓解aGVHD10。由于CD8+ T细胞在aGVHD中也起着关键作用（与更为研究的CD4+ T细胞一起），我们想研究当只有供体CD8+ T细胞具有功能性β2AR或所有其他供体来源的免疫细胞缺乏功能性β2AR时，aGVHD的表现。为此，我们比较了移植了WT或β2AR KO CD8+ T细胞的MHC不匹配宿主的GVHD反应，这两种类型的宿主也都接受了来自β2AR KO供体小鼠的BM细胞。我们观察到，与移植WT CD8+ T细胞相比，移植β2AR KO CD8+ T细胞的宿主表现出更严重的aGVHD，表现为更高的死亡率和发病率。接受KO CD8+ T细胞的宿主小鼠循环中的促炎细胞因子IFNγ、TNFα、IL6和CXCL10水平也更高。scRNA测序和流式细胞术分析显示，在接受KO供体CD8+ T细胞的宿主体内，供体CD8+ T细胞的扩增更高，CD44+CD62L+CD122+中枢记忆CD8+ T细胞的形成得到促进。KO供体CD8+ T细胞表达了更高水平的促炎Tc1（T-Bet、IFNγ和TNFα）和Tc17标记物（RORγT和IL23r），Eomes和Gata3的水平较低，免疫检查点受体PD1、CTLA4、Lag3和Tim3的水平也较低。这些观察结果表明，β2AR信号通过多种机制在allo-HCT背景下抑制CD8+ T细胞，包括提高T细胞抑制受体的表达（如EOMES和T-Bet）以及通过降低RORγT减弱Tc17的反应。此外，在接种A20淋巴瘤的BALB/c宿主小鼠中，β2AR KO供体CD8+ T细胞表现出比WT供体CD8+ T细胞更强的GVT效应。总之，这项研究提供了β2AR信号在异基因CD8+ T细胞中抑制作用的机制见解，导致GVHD和GVT效应的抑制。
章节摘录
动物
BALB/c（H2-kd）宿主小鼠从Jackson实验室获得。BALB/c品系中的β2AR KO小鼠按照先前的描述进行获取和维持10,11,14。C57BL/6J（H2-kb）品系背景下的β2AR WT和KO小鼠是在UMB啮齿动物设施中通过连续10代将β2AR KO BALB/c小鼠与C57BL/6J小鼠杂交培育而成的，随后使用β2AR WT和KO同胞建立各自的繁殖菌株。本研究的实验程序符合
供体脾细胞和CD8+ T细胞中的β2AR信号抑制急性GVHD
我们使用了一个MHC不匹配的模型，在该模型中，我们首先对BALB/c宿主小鼠（H2-d）进行辐射处理，然后移植2×106个来自β2AR KO C57BL/6J（B6）小鼠（H2-b）的BM细胞，以及B6 WT或β2AR KO脾细胞。每隔一天监测小鼠是否出现GVHD症状，如体重下降、腹泻、皮肤状况等病态指标。所有接受脾细胞的宿主小鼠都发展出了急性GVHD（图1A-B）。然而，两种情况下GVHD的严重程度略有不同
讨论
宿主和供体T细胞中对异源抗原反应的β2AR活性调节了allo-HCT过程中的GVHD10,11。β2AR活性的神经免疫调节涉及髓系和淋巴系免疫细胞19。在本研究中，我们探讨了供体CD8+ T细胞中的β2AR活性如何影响aGVHD的严重程度。我们观察到，与之前的研究10一致，移植WT T细胞的受体小鼠比移植β2AR KO T细胞的宿主小鼠预后更好
作者贡献
X.C.提出了研究概念，提供了总体指导，并撰写了手稿。S.B.设计了实验、分析了数据并撰写了手稿。H.A.M.建立了C57BL/6J β2AR KO品系，进行了实验、分析了数据并维护了小鼠菌株和细胞系。R.M.、M.A.Z.和C.Y.C.也参与了实验。X.F.协助进行了流式细胞术和FACS分析。
资助支持
本研究得到了美国国立卫生研究院（R01HL135325、R01HL159973）、NCI癌症中心支持基金（P30CA134274）以及马里兰州卫生部的香烟赔偿基金（CRF）计划的支持，并使用了由马里兰大学Greenebaum综合癌症中心（UMGCCC）支持的共享核心设施（P30CA134274）。
数据共享声明
本研究产生的数据可以在合理请求下从 Corresponding Author 处获得。测序数据可在SRA上获取。
Sayon Basu|Rachel Massalee|Habeebat Aderonke Mustapha|Mohammad Alzubi|Chang-Yong Choi|Xiaoxuan Fan|Xuefang Cao
马里兰大学巴尔的摩医学院Marlene和Stewart Greenebaum综合癌症中心，马里兰州巴尔的摩21201
```
