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作者：刘欣，杨梦杰，胥萍，杜明伟，李姗姗，石金，李强，袁金锋，逄宇
第一作者及单位：刘欣和杨梦杰 ，首都医科大学附属北京胸科医院细菌免疫室；胥萍，苏州市第五人民医院
通信作者及单位：袁金锋和逄宇，首都医科大学附属北京胸科医院细菌免疫室
Kynurenine-AhR reduces T-cell infiltration and induces a delayed T-cell immune response by suppressing the STAT1-CXCL9/CXCL10 axis in tuberculosis.
Liu X, Yang M, Xu P, Du M, Li S, Shi J, Li Q, Yuan J, Pang Y.
Cell Mol Immunol, 2024 Oct 22.
doi:10.1038/s41423-024-01230-1.Online ahead of print.
PMID: 39438693.
研究背景
结核分枝杆菌 (MTB) 是导致结核病的病原体，它可以操纵宿主反应，延迟T细胞向肺部的募集，从而延迟适应性免疫应答的产生。这种延迟被广泛认为是 MTB 建立其主要生态位的核心策略，同时，这一延迟可能是通过适应性免疫清除MTB的关键瓶颈所在。
在MTB感染期间，适应性免疫应答对于控制病菌复制至关重要。CD4+T细胞通过分泌γ-干扰素 (IFN-γ) 发挥关键作用，IFN-γ 可激活巨噬细胞并增强其杀菌能力。CD4+T细胞在控制结核感染方面的重要性已在HIV/MTB共感染模型中得到充分证实。此外，CD8+效应 T 细胞可以直接杀死被感染的细胞，从而减少细菌负担。为了制定出能够成功控制MTB的免疫治疗策略，笔者不仅需要考虑 T 细胞的活化状态，还需要考虑它们在感染部位的浸润率。肿瘤免疫疗法和过继性 T 细胞转移在限制实体瘤生长方面的成功率较为有限，这一情况凸显了 T 细胞募集和浸润在宿主免疫反应中的重要性。
研究方法
研究方法包括利用THP-1细胞和小鼠骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）进行体外细胞培养和MTB感染实验，通过qPCR和Western blot技术检测基因和蛋白表达，使用免疫荧光和免疫组化技术分析蛋白在细胞和组织中的分布，以及利用流式细胞术和ELISA检测细胞表面标志物、细胞内因子和细胞外因子的分泌。此外，还采用了RNAi技术和细胞转染来实现基因沉默和过表达，Transwell实验评估T细胞迁移能力，ChIP-qPCR和Luciferase实验探究AhR与SOCS3启动子的相互作用，以及LC-MS技术测定血清中Kyn水平。在体内实验中，使用Ahrflox/ flox小鼠和Lyz2-cre小鼠杂交产生的AhrLyz-KO小鼠进行MTB感染，以研究AhR信号通路在结核感染中的作用。
研究结果
研究结果可以分为以下几个关键部分，具体机制见图1。
1.Kyn水平与T细胞浸润的相关性：研究发现，与健康对照组相比，活动性结核病患者血清中的Kyn水平显著升高，且高Kyn表达与肺组织中CD4+和CD8+ T细胞浸润数量的减少均存在相关性。这些发现表明，Kyn可能对效应T细胞在肺部感染区域的招募产生影响。
2.MTB对T细胞浸润的抑制作用：MTB感染能够通过增强IDO1的表达来促进Kyn的产生，进而激活AhR，导致SOCS3的上调和JAK-STAT1信号通路的抑制，这一过程减少了CXCL9和CXCL10的分泌，从而影响了T细胞向肺部感染部位的迁移。
3.AhR对STAT1-CXCL9/10信号通路的调控：AhR的激活通过增加SOCS3的表达来抑制STAT1的磷酸化，进而降低CXCL9和CXCL10水平，这表明AhR在调节适应性免疫反应中起着重要作用。
4.AhR在体内对MTB感染的影响：在AhrLyz-KO小鼠中观察到，与野生型小鼠相比，这些小鼠肺部的CD4+和CD8+ T细胞的浸润水平显著升高，表明AhR的缺失增强了T细胞的招募。相反，向MTB感染的小鼠中注射Kyn会减少肺部T细胞的数量，进一步证实了AhR途径在调控T细胞反应中的关键作用。
5.Kyn-AhR途径对效应T细胞功能的影响：研究还发现，Kyn的处理不仅减少了T细胞在肺部的浸润，还导致了T细胞功能的受损，而在AhrLyz-KO小鼠中，T细胞的功能却有所增强，表现为IFN-γ和TNF-α的分泌量增加，这表明AhR途径对效应T细胞的功能状态存在影响。
研究结论
研究揭示了MTB通过激活IDO1-Kyn-AhR信号通路上调SOCS3，从而抑制STAT1-CXCL9/10信号通路，影响T细胞在结核感染小鼠肺部的浸润及其功能。这一发现不仅阐明了MTB如何操纵宿主代谢以延迟T细胞反应的具体机制，而且也为开发以宿主为导向的治疗策略提供了理论依据。这些策略可能通过抑制AhR活性来加速T细胞的免疫反应，增强宿主对MTB感染的控制能力，进而为结核病的治疗和疫苗研发开辟新的途径。
注：除非特别声明，本公众号刊登的所有文章不代表《中国防痨杂志》期刊社观点。
供稿：刘 欣
编辑：孟 莉
审校：范永德
发布日期：2024-11-06
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