通过特异性顺式调控元件 OCR369 调控 RORγt+ 抗原呈递细胞分化以建立对膳食抗原的口服耐受

《Nature Communications》:RORγt+ APCs require a distinct cis-regulatory element to instruct tolerance to dietary antigens

【字体: 时间:2026年02月22日 来源:Nature Communications 15.7

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  本研究针对肠道口服耐受的建立机制,探讨了关键细胞类型 RORγt+ 抗原呈递细胞(APC)的转录调控。研究人员发现了一个位于 Rorc 基因座的顺式调控元件 OCR369,它特异性驱动 RORγt 在 RORγt+ APCs(包括 DC 样细胞和 MHCII+ILC3s)中的表达,进而引导膳食及微生物群特异性 RORγt+Treg 细胞发育。删除 OCR369 会破坏口服耐受,导致自发肠道炎症与过敏易感性增加,揭示了 RORγt+ APCs 在维持肠道稳态中的核心作用。

  
想象一下,我们每天摄入的食物种类繁多,其中包含了大量外来的蛋白质抗原。正常情况下,我们的免疫系统会对这些无害的“入侵者”保持沉默,而非发动攻击,这种对经口摄入抗原产生的特异性免疫无反应状态,被称为“口服耐受”。它是肠道粘膜免疫的一道关键防线,对于预防食物过敏、炎症性肠病等疾病至关重要。然而,这道防线是如何建立起来的?其背后的细胞与分子机制一直是免疫学领域研究的重点。
近年来,研究发现一类表达转录因子 RORγt 的抗原呈递细胞(Antigen-Presenting Cells, APCs)在肠道稳态中扮演着重要角色。它们并非传统的树突状细胞(Dendritic Cells, DCs),而是一群特殊的细胞,能够诱导针对肠道共生菌群和膳食抗原的调节性T细胞(Regulatory T cells, Tregs),从而促进口服耐受。但一个核心问题随之而来:是什么机制决定了 RORγt 蛋白在这类特定的 APC 中表达,而不在其他同样需要 RORγt 的细胞(如辅助性T细胞)中混淆表达?换言之,是否存在一种精细的“分子开关”,专门调控着这群关键“哨兵”的身份?
为了回答这个问题,研究团队开展了一项深入探索。他们发现,在 Rorc(编码 RORγt 的基因)基因座内,存在一段特定的DNA序列,被称为 OCR369。这段序列是一个顺式调控元件,它像一个细胞类型特异性的“增强子开关”。研究表明,OCR369 通过与其结合蛋白 RUNX3 相互作用并形成染色质环结构,精准地调控着 RORγt 在第三组固有淋巴细胞(Group 3 Innate Lymphoid Cells, ILC3s)和其他 RORγt+APCs 中的表达,但在 T 细胞中却不起作用。这完美解释了细胞类型特异性的表达模式。
当研究人员利用基因编辑技术删除小鼠的 OCR369 序列后,一系列连锁反应发生了。在断奶期前后,小鼠肠系膜淋巴结(mesenteric lymph nodes, mLN)中的 RORγt+APCs 数量显著减少;成年后,不仅 mLN 中,肠道内的 ILC3s 也大幅下降。伴随而来的是 RORγt+Tregs 细胞的减少,以及小肠内自发出现的炎症迹象。机制层面的深入剖析揭示,OCR369 缺失导致的 RORγt+APCs 减少(包括 DC 样细胞和表达主要组织相容性复合体 II 类分子(MHCII+)的 ILC3s),损害了针对膳食抗原和肠道菌群抗原的特异性 RORγt+Tregs 细胞的发育。最终,口服耐受被打破,机体对过敏的易感性随之增加。
这项研究发表在《Nature Communications》期刊上,它不仅鉴定出了一个全新的关键调控元件 OCR369,更清晰地阐明了一条从特异性转录调控到关键免疫细胞分化,再到最终生理功能(口服耐受)的完整通路,强调了 RORγt+APCs 作为肠道免疫“教育者”的不可替代性。
为开展这项研究,作者主要运用了几项关键技术:利用染色质构象捕获技术(如 Hi-C)和表观遗传学分析来鉴定与 RORγt 表达相关的顺式调控区域;通过 CRISPR/Cas9 基因编辑技术构建 OCR369 条件性敲除小鼠模型,以研究该元件的体内功能;采用流式细胞术结合多种细胞表面及细胞内标志物(如 CD45, CD3, CD11c, MHCII, RORγt)对小鼠肠道及相关淋巴组织中的多种免疫细胞群体(包括 APC 亚群、ILC3s、Tregs)进行精确的鉴定、分选和定量分析;通过体外细胞共培养实验、抗原特异性 T 细胞检测等手段评估 RORγt+APCs 诱导 Treg 分化和功能的能力。
研究结果
  • 鉴定出区分 RORγt+细胞亚群的顺式调控元件 OCR369
    通过对 Rorc 基因座的分析,研究者发现 OCR369 是一个在 RORγt+APCs 和 ILC3s 中高度活跃的染色质开放区域,但在 RORγt+T 细胞中不活跃,提示其具有细胞类型特异性。
  • OCR369 通过 RUNX3 和染色质环调控 RORγt 表达
    机制研究表明,转录因子 RUNX3 与 OCR369 结合。OCR369 与 Rorc 基因的启动子区域形成染色质环结构,从而特异性增强其在 RORγt+APCs 和 ILC3s 中的转录活性,但不影响 T 细胞。
  • OCR369 缺失导致 RORγt+APCs 和 ILC3s 减少
    在 OCR369 条件性敲除小鼠中,肠系膜淋巴结和肠道内的 RORγt+APCs(特别是 cDC2 样亚群和 MHCII+ILC3s)以及 ILC3s 的数量在特定发育时期(如断奶期)或成年期显著下降。
  • RORγt+APC 减少损害 Treg 发育并破坏口服耐受
    由于关键“教育者”细胞减少,敲除小鼠体内针对卵清蛋白(OVA)膳食抗原和肠道菌群抗原的 RORγt+Tregs 细胞发育受损。这直接导致口服耐受诱导失败,小鼠对食物抗原易产生免疫反应,并出现自发性小肠炎症,过敏易感性增加。
结论与讨论
本研究的核心结论是,顺式调控元件 OCR369 是决定 RORγt 在特定抗原呈递细胞(包括 DC 样细胞和 MHCII+ILC3s)及 ILC3s 中表达的上游“主控开关”。这一特异性调控对于在生命早期(如断奶期)建立并维持足够的 RORγt+APC 群体至关重要。该群体进而负责诱导生成膳食与菌群抗原特异性的 RORγt+Tregs,这是实现稳固口服耐受、防止肠道无害抗原引发病理性炎症的终极执行环节。
其重要意义在于:首先,在基础研究层面,它揭示了免疫细胞命运决定中转录调控的精细度和特异性,阐明了同一转录因子在不同细胞类型中可通过不同的上游元件进行调控。其次,在疾病机制层面,研究将 OCR369-RORγt+APC-Treg 这条轴线的功能缺陷与口服耐受丧失、肠道炎症及过敏易感性直接联系起来,为理解食物过敏、炎症性肠病等粘膜免疫相关疾病的发病机制提供了新的分子和细胞视角。最后,OCR369 作为一个潜在的调控靶点,为未来开发通过调节特定免疫细胞亚群功能来治疗相关免疫疾病的新策略奠定了理论基础。
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