Nat Commun：调节性 T 细胞的局部施用促进组织愈合

《Local administration of regulatory T cells promotes tissue healing》发表于《Nature Communications》，通讯作者是 Mikaël M. Martino。

该研究表明局部施用调节性 T 细胞（Tregs）可促进组织愈合，并揭示了其相关机制，为再生医学提供了一种基于免疫细胞的治疗策略。

研究背景：调节免疫系统以增强组织愈合具有潜力，Tregs 能调节其他免疫细胞并刺激组织愈合，但其作为细胞再生疗法的潜力尚未完全开发。

研究内容：

1. 局部 Treg 递送促进骨、肌肉和皮肤组织愈合：

通过 Foxp3DTR/GFP 小鼠进行 Treg 耗竭实验，发现 Treg 缺失会严重损害所有三种组织的愈合，包括颅骨损伤中缺陷覆盖和骨体积减少、肌肉再生受损伴肌肉纤维化增加以及全层背部皮肤伤口闭合受损。

向野生型小鼠受伤组织局部递送 Tregs（通过纤维蛋白水凝胶），显著改善了骨、肌肉和皮肤组织的愈合，表现为颅骨缺陷覆盖和骨体积增加、肌肉纤维化面积减少且肌肉组织和纤维尺寸增加、皮肤伤口闭合加速。而 CD4 + 常规 T 细胞（Tconvs）的局部递送则没有显著改善组织愈合。




2. 递送的 Tregs 采用损伤特异性转录组谱：

使用 Foxp3IRES - mRFP 小鼠的 Tregs 进行实验，发现 RFP+ Tregs 在递送后最多 5 天内可在所有三种组织中检测到，1 天后保留约 30%，随后逐渐下降，且在周围淋巴结或脾脏中未检测到。

对从受伤组织中回收的 RFP+ Tregs 进行 RNA 测序，结果显示它们保留了 Foxp3、Cd25、Ctla4 和 Icos 等经典 Treg 标志物的表达，同时上调了参与免疫调节和组织愈合的基因，如 Il10、Anxa1、Anxa2、Lgals1、Lgals3、Tnfrsf9、Nfkbia、Tnfaip3 和 Pim1 等，还上调了一些效应 Treg 表型相关基因和早期非淋巴组织（NLT）Treg 细胞适应相关基因。

将回收的外源性 Tregs 与自然积累在受伤组织中的内源性 Tregs 进行比较，发现它们的基因表达谱相似，具有许多共同的上调和下调基因。




3. 递送的 Tregs 通过巨噬细胞调节发挥促愈合作用：

通过使用氯膦酸盐脂质体（CL）耗尽小鼠的 Mo/MΦ，发现 Mo/MΦ 耗尽消除了 Tregs 的治疗效果，表明 Treg 疗法依赖于 Mo/MΦ。

对 Treg 处理和对照组织中的 Mo/MΦ 进行 RNA 测序，发现 Treg 处理的组织中 Mo/MΦ 上调了与促愈合表型相关的基因，包括关键的抗炎基因、与 ECM 相关的基因以及在抗炎 “M2 样” 巨噬细胞极化过程中表达的因子，同时下调了与促炎、“M1 样” 巨噬细胞相关的基因和通路。

Treg 处理的小鼠中 Mo/MΦ 表型与 Treg 耗尽的小鼠相反，Treg 耗尽的小鼠中 Mo/MΦ 的促炎转录特征增加，包括促炎基因表达上调和促修复基因表达下调。




4. 递送的 Tregs 调节其他促炎免疫细胞：

Treg 处理的组织中中性粒细胞在损伤后 3 天显著减少，CD8+ T 细胞数量也显著减少，而 CD4+ T 细胞水平与对照组相似。

与受伤肌肉组织中的 Mo/MΦ 共培养的 CD8+ T 细胞浓度降低时，促炎性 Ly6Chigh Mo/MΦ 的比例稳步下降。

Treg 递送导致受伤组织中产生 IFN -γ 的 T 细胞和 NK 细胞的百分比和数量减少。




5. 外源性 Tregs 的治疗效果依赖于 IL - 10 表达：

RNA - seq 分析显示外源性 Tregs 减少了 Mo/MΦ 对 IFN -γ 和 IL - 1 的反应，体外实验表明 IL - 10 是唯一能显著降低 Ly6C+ Mo/MΦ 比例的因子，且 IL - 10 缺陷的外源性 Tregs 无法促进组织愈合，证明 IL - 10 在外源性 Tregs 的促愈合效果中起关键作用。




6. 局部递送同种异体和人类 Tregs 加速组织愈合：

向 BALB/c 小鼠递送 C57BL6/J 背景的同种异体 Tregs 或从供体外周血单核细胞分离并在体外扩增的人类 Tregs（异种 Tregs），发现两者均显著增加了骨和肌肉的再生以及皮肤伤口的闭合。

通过流式细胞术检测到同种异体和异种 Tregs 在递送后最多 5 天内可在受伤组织中被检测到，且体外扩增的人类 Tregs 和小鼠 Tregs 在递送后的保留率显著增加。

研究结论：该研究证实了外源性 Tregs 可作为一种通用的基于细胞的疗法用于再生医学，并提供了关键的机制见解，有助于开发基于免疫细胞递送的再生疗法。未来的研究需要确定施用 Tregs 的最佳时间框架，并探索重组 IL - 10 作为促进组织愈合的替代策略的可能性。

讨论：

1. Tregs 在组织愈合中的关键作用：通过 Foxp3DTR/GFP 小鼠的实验，确认了 Tregs 在包括颅骨骨缺损、肌肉损失缺陷和皮肤伤口等三种损伤模型中的关键重要性。Treg 缺失严重损害了所有组织的愈合，这与之前在小鼠肌肉和皮肤损伤模型中的研究结果一致，并为急性骨损伤中 Tregs 的关键作用提供了额外证据。

2. 外源性 Tregs 促进组织愈合的机制：

• Mo/MΦ 的调节：外源性 Tregs 可能通过直接或间接作用于内源 Mo/MΦ 来介导其效应。RNA - seq 分析表明，Treg 处理的 Mo/MΦ 上调了与促愈合表型相关的基因，包括 ECM 相关基因、关键抗炎基因以及促进单核细胞向巨噬细胞分化或促进抗炎 “M2 样” 极化的因子，同时下调了与促炎相关的基因和通路。而在 Treg 耗尽的小鼠中，Mo/MΦ 的促炎转录特征增加，表现为促炎基因表达上调和促修复基因表达下调，这支持了 Tregs 对 Mo/MΦ 积累和向抗炎表型转变的影响的观察结果。

• 其他免疫细胞的变化：Treg 治疗加速了中性粒细胞的清除并减少了 CD8 + T 细胞的积累，这对 Mo/MΦ 表型的转变很重要。中性粒细胞的减少表明向解决阶段的进展加速，而 CD8 + T 细胞的减少与更有利的组织愈合结果相关。此外，Treg 递送导致产生 IFN -γ 的 T 细胞和 NK 细胞减少，这与 RNA - seq 分析中内源 Mo/MΦ 对 IFN -γ 反应减少的结果一致，表明外源性 Tregs 通过控制 Mo/MΦ 的积累和表型来限制 IFN -γ 的产生。尽管其他免疫细胞发生了这些显著变化，但 Mo/MΦ 耗尽后 Treg 介导的组织愈合的严重受损表明，外源性 Treg 治疗主要通过影响 Mo/MΦ 来促进组织愈合。

• IL - 10 的作用：外源性 Tregs 通过 IL - 10 或间接通过减少促炎细胞和细胞因子的数量来影响内源 Mo/MΦ，使其向抗炎和促修复表型转变。IL - 10 被发现是唯一能显著降低 Ly6C + Mo/MΦ 比例的因子，并且 IL - 10 缺陷的外源性 Tregs 无法促进组织愈合，这表明 IL - 10 在介导外源性 Tregs 的促愈合效果中起关键作用。Treg 衍生的 IL - 10 对抑制结肠、肺和皮肤的自发炎症以及抑制肾脏疾病中的肾组织损伤至关重要。