近期，Gladstone-UCSF基因免疫学研究所Alexander Marson通讯在《Nature》发表论文“Central control of dynamic gene circuits governs T cell rest and activation”，发现动态基因回路的中枢调控决定T细胞的静息与活化。
首先，作者在多种原代人 CD4 + T 细胞背景下应用 CRISPR 敲除筛选，涵盖静息和活化的调节性 T（Treg）细胞及效应性 T（Teff）细胞。通过靶向大量的反式作用因子基因文库，此方法揭示了 100 多个 IL-2Rα 的反式调节因子。关键发现是这些调节因子大多呈现细胞类型特异性或刺激特异性效应。值得注意的是，仅有少数基因在所有筛选中始终显著，凸显了 IL-2Rα 调控的复杂性和背景依赖性。有趣的是，某些调节因子如 MED12、CBFB 和 PRDM1 根据细胞状态表现出截然相反的效应，强调了调控网络的动态性与条件性。
阵列式 CRISPR 敲除实验为我们的理解增添了时间维度。对众多因子（包括中介体和 SAGA 复合物的成分）的条件特异性调控作用的验证是关键步骤。MED12 成为尤为活跃的调节因子，其敲除在静息和活化的 Teff 细胞及 Treg 细胞中对IL-2Rα 水平产生不同影响。作者识别出在 Teff 细胞中调控 IL-2Rα 水平在活化与静息状态间转变的因子。这种时间调控不仅精细调整 IL-2Rα表达，还反映了 T 细胞状态转变期间基因表达的整体协调。
作者发现，MED12 促进静息与活化。Perturb-CITE-seq分析在解析 IL-2Rα 调节因子的全局影响方面发挥了关键作用。MED12 被确定为调控静息与活化程序的核心枢纽。在静息 Teff 细胞中，KLF2、MYB 和 SOCS3 等因子被认定为强效的活化抑制因子，而 STAT5B、MYC、BATF 和 IRF4 在活化细胞中发挥关键促活作用。构建特定状态和细胞类型的基因调控网络揭示了调节因子间的层级相互作用。在静息状态下，调节因子的自我强化网络汇聚于 KLF2、ETS1 和 MYC 等关键因子，MED12 起关键驱动作用。相反，在活化时，独特网络形成，MED12 和其他促活因子抑制维持静息的因子，从而勾勒出调控 T 细胞状态转变的分子机制。
MED12 的敲除扰乱了 Teff 细胞和 Treg 细胞对刺激的正常转录反应，使其陷入中间状态。这表现为通常在活化时差异表达的基因失调。MED12 被证实可引导细胞类型特异性和刺激特异性调节因子网络，影响 IRF4、GATA3 和 KLF2 等关键因子。功能测定进一步证实了 MED12 在维持 T 细胞功能中的重要性，Treg 细胞在 MED12 敲除后抑制能力丧失，Teff 细胞细胞因子分泌受损。这些发现确立了 MED12 在 T 细胞活化与静息交响乐中的核心指挥地位。
对 MED12 作用机制的探索深入至其蛋白质-蛋白质相互作用与染色质修饰能力层面。免疫沉淀-质谱法鉴定出 COMPASS 为关键相互作用蛋白，提示 MED12 参与组蛋白甲基化。CUT&RUN 和 ChIP-seq 分析揭示了 MED12 敲除后组蛋白标记（特别是 H3K4me1-3）的广泛变化。这些表观遗传改变与基因表达变化紧密相连，关键调节因子如 KLF2 和 MYC 显示出H3K4me3 降低及 RNA 聚合酶 II 动力学改变。MED12 与 COMPASS 在关键调控基因处的共定位以及 MED12 在促进其条件性表达中的作用，为其调控功能提供了机制基础。
CAR-T 细胞中的 MED12 敲除成为增强细胞适应性与持久性的新策略。通过减弱活化诱导的细胞凋亡，MED12 敲除的 CAR-T 细胞展现出更好的存活与扩增能力。这伴随着活化诱导的转录变化减少以及静息状态下增殖细胞比例增加。MED12 敲除细胞中凋亡相关基因上调提示细胞存活机制的重塑。总体而言，这些发现为通过靶向 MED12 及其相关调控网络优化过继性 T 细胞治疗开辟了新途径。
综上所述，研究精心剖析了调控 T 细胞静息与活化的动态基因回路，其中 MED12 成为核心调节因子。所获见解不仅深化了我们对 T 细胞生物学的基本理解，也为开发更有效的免疫疗法带来巨大希望。
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