引言： 细胞毒性T细胞（CD8+ T细胞）在抗肿瘤免疫中起着至关重要的作用。前体衰竭T细胞（Tpex）和终末衰竭T细胞（Tex）是理解免疫治疗反应的关键。然而，尽管Tpex细胞对免疫检查点阻断（ICB）有反应，Tex细胞通常反应不佳且丧失增殖潜力。St. Jude 儿童研究型医院Hongbo Chi等旨在揭示控制T细胞命运的基因调控网络，并探索重新激活衰竭T细胞的策略。通过在体内应用单细胞CRISPR筛选，系统性绘制了调控T细胞分化和功能的基因调控检查点。
主要发现：
1. T细胞命运的映射：
o 研究使用单细胞CRISPR（scCRISPR）筛选识别了调控癌症中T细胞分化的转录因子。Tpex细胞从静止状态中退出并分化为中间Tex细胞，这一过程受转录因子IKAROS（Ikzf1）和ETS1调控。
o 缺乏IKAROS导致Tpex细胞积累，并且这些细胞的分化潜力有限，代谢活动降低，表现出静止状态。相反，ETS1促进Tpex细胞向中间Tex细胞分化，从而增强抗肿瘤免疫并提高ICB的疗效。
2. 转录调控与细胞状态：
o TCF-1和BATF被确定为IKAROS和ETS1的关键转录靶点。此外，RBPJ–IRF1轴促进中间Tex细胞向终末Tex细胞的分化。通过靶向RBPJ，可以增强Tex细胞的功能和增殖能力，从而改善治疗效果。
o 通过转录组分析，研究揭示了肿瘤浸润性细胞毒性T细胞的分子多样性，展示了Tpex和Tex细胞中不同的基因表达谱和染色质可及性。这种差异性调控表明存在关键的调控模块来决定细胞命运和衰竭。
3. 调控模块和基因程序：
o 研究确定了与效应功能、衰竭、干性和增殖相关的四个基因程序。此外，还映射了九个共同功能的转录因子模块，这些模块调控基因程序，揭示了T细胞衰竭、干性和增殖的正负调控因子。例如，M7模块（包括Tcf7和Ets1）是干性的正调控因子，但对Tex细胞有负面调控作用。
4. IKAROS和ETS1作为T细胞重编程的靶点：
o 研究表明，IKAROS限制了Tpex细胞向Tex细胞的过渡，并限制了代谢重编程。当IKAROS被抑制时，Tpex细胞无法退出静止状态，Tex细胞未能有效重编程，降低了ICB的疗效。
o ETS1则抑制Tex细胞的生成。通过靶向ETS1，Tex细胞分化和效应功能增强，改善了抗肿瘤反应并提高了细胞治疗和免疫检查点抑制剂的疗效。
结论： 本研究提供了T细胞命运的基因调控网络的全面地图。通过单细胞CRISPR筛选，研究发现了IKAROS、ETS1和RBPJ等转录因子，它们是Tpex和Tex细胞分化的关键调控因子。研究结果为如何逆转T细胞衰竭提供了新的见解，并提出了重新编程T细胞的潜在治疗策略，从而提高癌症免疫治疗的有效性。
影响：通过识别IKAROS和ETS1等关键转录调控因子，本研究为癌症免疫治疗开辟了新的途径。靶向这些因子可以增强T细胞的活力，特别是在免疫反应被衰竭抑制的癌症中。此外，调控Tex和Tpex细胞的基因网络为优化细胞治疗和提高免疫检查点阻断的反应提供了基础。这些发现可能为癌症患者开发出更有效的治疗方法，尤其是那些对现有免疫治疗产生耐药的肿瘤患者。
参考文献
Peipei Zhou et al. Single cell crispr screens in vivo map T cell fate regulomes in cancer. Nature. 2023
