《科学免疫学》：一个完整的T细胞通路有助于调节女性基因表达

免疫反应(包括由T细胞驱动的免疫反应)中性别差异的存在已经得到证实，这是双向的。女性往往对病原体有更强的免疫反应，然而大多数自身免疫性疾病患者涉及失调的T细胞是女性。

在兽医学院，蒙特塞拉特·安圭拉和她的实验室一直对X染色体如何参与这些过程感兴趣。在某些雌性哺乳动物中，基因表达是通过X染色体失活来调节的，即两条X染色体中的一条沉默。这一过程是由非活性X染色体上的Xist RNA(一种长链非编码RNA分子)的表达启动和维持的。

安格拉实验室先前的研究表明，未受刺激的T细胞缺乏X染色体上的Xist RNA和其他修饰，但当T细胞被抗原激活时，Xist RNA和表观遗传标记就会恢复。她和合作者想知道:什么信号是Xist RNA返回所必需的?那么T细胞中有多少不活跃的X染色体是沉默的呢?

研究人员现在已经找到了答案。X染色体失活的维持依赖于核因子κB (NF-κB)，这是一种转录因子，一些特定于T细胞的X连锁基因可以逃脱转录沉默。这是第一个将NF-κB信号通路与女性T细胞X染色体失活维持联系起来的研究，NF-κB信号通路在T细胞发育、胚胎发育和许多细胞类型中起关键作用。他们的研究结果发表在《科学免疫学》杂志上。

“X染色体失活的维持对女性细胞的生存、健康和正常功能至关重要，T细胞是一种非常重要的免疫细胞，所以我们已经能够将人们在T细胞中思考了很多的细胞激活途径与女性的基本过程联系起来，这是令人兴奋的，”安格拉实验室的博士后研究员凯瑟琳·福赛斯说。她与佩雷尔曼医学院的遗传学和表观遗传学博士生娜塔莉·图塔克(Natalie Toothacre)共同担任第一作者。

“T细胞中的NF-κB活性对免疫攻击期间的保护至关重要，因此“了解NF-κB信号传导和X染色体失活维持调节之间的分子机制将有助于理解感染期间性别偏见免疫反应背后的遗传和表观遗传贡献。”

安圭拉说，阐明在健康状态下发生的事情奠定了基础，并为研究人员了解自身免疫性疾病背景下x连锁基因表达和T细胞修饰创造了路线图。一些疾病与NF-κB信号有关，但性别偏见和与X染色体的关系仍然未知。

用抗cd3和抗cd28抗体刺激来自健康人类女性供体的T细胞48小时。左边是用对照处理的细胞，右边是用NF-κB化学抑制剂处理的细胞。粉色染色显示了Xist RNA，一种长链非编码RNA分子，它启动并维持X染色体失活。(图片来源:Katherine S. Forsyth/Montserrat Anguerra实验室)

这项新的研究证明了NF-κB通路在调节小鼠和人类T细胞中X失活维持的作用，使用基因缺失，化学抑制剂和免疫缺陷患者。

为了分析未受刺激和激活的T细胞中未来失活染色体的状态，研究人员使用了等位基因特异性RNA测序和使用核酸酶(CUT&RUN)技术在靶下切割和释放。

图特阿克解释说，CUT&RUN是一种确定特定蛋白质与DNA结合位置的方法，在这种情况下，研究人员对已知在非活性X染色体上富集的异色组蛋白修饰感兴趣。他们能够分离DNA并对其进行测序，以观察这个标记在X染色体上富集的位置，以及刺激是如何改变富集的。

Forsyth解释说，研究人员首先对NF-κB感兴趣，因为他们知道NF-κB信号发生在T细胞受体参与的下游，这是T细胞激活所必需的。但安圭拉指出，她的实验室以前没有做过与NF-κB相关的工作。

他们与宾夕法尼亚大学兽医学院的Michael May和费城儿童医院的Neil Romberg合作。Michael May是研究NF-κB信号通路的专家，Neil Romberg看过Forsyth的演讲，询问她是否观察过NF-κB缺乏的患者。Forsyth解释说，Romberg从先前的研究中获得了一名合并可变免疫缺陷疾病患者的额外细胞，这种疾病有时是由NF-κB突变引起的，并且能够从合作者那里获得更多的血液样本用于这项研究。

安圭拉说:“这真的凸显了整个宾夕法尼亚大学社区合作的重要性，我们可以与这些了不起的人合作，真正推动我们的科学发展，把它提升到这个水平。”