《Advanced Science》:Loss of SOCS1 in Donor T Cells Exacerbates Intestinal GVHD by Driving a Chemokine-Dependent Pro-Inflammatory Immune Microenvironment
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本综述系统阐释了SOCS1在急性移植物抗宿主病(aGVHD)中的核心调控作用。研究通过T细胞特异性Socs1基因敲除(cKO)模型,结合多组学分析,揭示SOCS1缺失可自主驱动CD8+T细胞前炎性分化,并通过STAT1/2依赖性转录程序上调CCL5等趋化因子,进而招募单核细胞并极化M1样巨噬细胞,最终导致肠道免疫微环境紊乱及组织损伤。重要的是,JAK1/2抑制剂鲁索替尼(Ruxolitinib)可逆转上述病理效应,临床数据也显示供者CD8+T细胞中SOCS1高表达与aGVHD低发生率相关,提示SOCS1可作为aGVHD个性化防治的潜在生物标志物与治疗靶点。
2.1 T细胞特异性Socs1敲除导致T细胞炎症分化
为探究T细胞特异性SOCS1缺失对免疫谱系的影响,研究对野生型(WT)与条件性敲除(cKO)小鼠CD45+脾细胞进行单细胞RNA测序。结果显示,cKO组CD4+T细胞比例显著降低,而单核来源巨噬细胞(MDM)与NKT细胞扩增。进一步亚群分析发现,cKO小鼠CD8+T细胞中初始T细胞(Tn)减少,中央记忆(Tcm)与效应(Teff)亚群增加,且穿孔素、颗粒酶B(GZMB)、TNF-α、IFN-γ、IL-2及CD107a表达升高,表明其细胞毒性增强。CD4+T细胞亦呈现类似炎症偏倚,且Treg中异常共表达T-bet与Stat1,形成“Th1样Treg”。NKT细胞则偏向促炎性iNKT1亚群,高表达Gzma、Gzmb、Ccl5等基因。scTCRseq分析显示cKO组CD8+Teff中克隆扩增显著,提示SOCS1缺失特异性增强效应T细胞增殖。
2.2 STAT1/2复合体驱动Socs1缺陷CD8+T细胞中Ccl5、Ccr5与Cxcr3的激活
通过RNA-seq、ATAC-seq及CUT&Tag多组学整合分析,发现Socs1缺陷CD8+T细胞中Ccl5、Ccr5、Cxcr3等趋化因子相关基因的染色质可及性显著增加,尤其在其上游增强子区域(Peak 1/2)。CUT&Tag进一步证实STAT1/2异源二聚体结合于Peak 1,且cKO细胞中pSTAT1与STAT2占据增强。公共数据集验证Stat1/2敲除可降低Ccl5位点可及性。基因调控网络分析将STAT1/2复合体认定为Ccl5最強正调因子,流式细胞术亦证实cKO细胞pSTAT1(Ser727)水平升高。此外,Ccr5与Cxcr3启动子区开放性亦增加。综上,SOCS1缺失通过解除对STAT1/2的抑制,上调Ccl5等趋化因子,进而促进CD8+T细胞迁移与炎症微环境形成。
2.3 Socs1缺陷CD8+T细胞驱动单核细胞向M1巨噬细胞极化
RNA速度分析显示cKO小鼠脾脏MDM沿单核样细胞向MHChi巨噬细胞轨迹分化,末端富集M1相关标志(H2-Aa、H2-Ab1、Cd80等)。cKO单核样细胞干扰素刺激基因(ISG)及MHC分子表达上调,而抗炎基因(Chil3、Tgfb1)下调。流式验证cKO小鼠F4/80lowCD11bhi巨噬细胞扩增,且iNOS+M1表型比例升高。细胞互作分析提示cKO组CD8+T细胞通过CCL5-CCR1轴招募单核细胞。Transwell实验证实cKO CD8+T细胞对单核细胞趋化作用增强,且可被CCL5中和抗体阻断。共培养实验中,cKO CD8+T细胞诱导BMDM高表达CD80、CD86、MHC II等M1标志。临床数据同步显示aGVHD患者单核细胞CCR1表达升高,且M1基因特征富集。
2.4 Socs1缺陷T细胞浸润并重塑肠道免疫微环境加剧aGVHD严重度
在异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)诱导的aGVHD模型中,输注Socs1缺陷T细胞的小鼠死亡率显著升高且呈剂量依赖性,伴随更严重的临床评分与体重下降。流式检测发现cKO受体外周血与肠道上皮内淋巴细胞(IEL)、固有层(LP)中CD8+T细胞浸润增加,且表达更高水平TNF-α、IFN-γ等效应分子。scRNA-seq进一步揭示肠道浸润T细胞终末耗竭亚群(Terminal Tex)比例下降,而Itgae+Tox+组织驻留样耗竭T细胞扩增,后者在cKO组尤为显著。同时,cKO受体肠道髓系细胞中M1表型比例持续偏高,M2转换受阻。空间转录组显示cKO小鼠肠道隐窝区域增殖相关基因(Mki67、Top2a等)下调,炎症标志(Gzma、Gzmb)与组织驻留标记(Itgae)富集,提示隐窝修复受损且炎症持续。
2.5 Socs1缺陷T细胞维持隐窝局部炎症并加剧肠道损伤
Visium HD空间转录组证实cKO受体肠道隐窝结构破坏严重,隐窝深度与面积减小。隐窝区域内CD8+T细胞、单核细胞与M1巨噬细胞形成密集互作网络,而WT组则见M2巨噬细胞富集。M1相关基因(Nfkb1、Rela、Fcgr1)在cKO隐窝高表达,M2标志(Tgfb1、Fabp4)下调,表明局部微环境极化为促炎状态。
2.6 CCL5中和抗体、鲁索替尼与马拉维罗均缓解Socs1缺陷模型的肠道aGVHD
为靶向CCL5轴,研究在aGVHD模型中使用CCL5中和抗体、CCR5拮抗剂马拉维罗(Maraviroc)及JAK1/2抑制剂鲁索替尼进行干预。CCL5抗体治疗可延长生存期,并显著保护肠道隐窝结构,减少巨噬细胞浸润。鲁索替尼单药效果最为显著,可长期存活超过66%小鼠,且临床评分与体重恢复稳定,其机制同时抑制CD8+T细胞浸润与M1极化。马拉维罗仅部分有效,与鲁索替尼联用未显协同效应。在移植物抗白血病(GVL)模型中,鲁索替尼虽部分削弱GVL活性,但通过控制aGVHD显著延长总生存期。
2.7 CD8+T细胞中高SOCS1表达与allo-HSCT后aGVHD低发生率相关
临床数据分析显示,G-CSF动员后移植物CD8+T细胞SOCS1表达升高,但aGVHD患者移植后SOCS1水平下降,且与JAK/STAT及趋化因子信号激活负相关。低SOCS1表达组CCL5、CCR5、CXCR3等基因上调,单核细胞中M1特征富集,提示SOCS1可作为aGVHD风险预测生物标志物。
3 讨论
本研究系统阐明SOCS1在aGVHD中通过负调控JAK/STAT-趋化因子轴维护肠道免疫稳态的核心作用。SOCS1缺失导致CD8+T细胞自主活化、趋化因子介导的髓系细胞募集与M1极化,以及隐窝修复障碍。鲁索替尼等靶向干预策略有效逆转病理进程,为aGVHD防治提供新思路。SOCS1表达水平与aGVHD发生风险负相关,凸显其临床预测价值。