抑制芳香烴受體可預(yù)防腸道上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞的氧化應(yīng)激與鐵死亡

腸道上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IELs）包含天然型TCRαβ⁺CD8αα⁺T細(xì)胞、TCRγδ⁺CD8αα⁺T細(xì)胞，以及穿插分布于腸道上皮細(xì)胞（IECs）間的誘導(dǎo)型TCRαβ⁺CD4⁺T細(xì)胞和TCRαβ⁺CD8αβ⁺T細(xì)胞。由于IELs恰好定位于腸腔環(huán)境與腸道屏障的交界部位，它們能持續(xù)感知環(huán)境中波動(dòng)的成分（如共生菌、條件致病菌、病原體及膳食成分），并在穩(wěn)態(tài)下參與維持腸道上皮的完整性。此外，IELs可介導(dǎo)針對(duì)多種病原體的免疫應(yīng)答，且在食物不耐受和慢性炎癥性腸病（IBD）模型中具有保護(hù)作用。IELs缺陷小鼠對(duì)葡聚糖硫酸鈉（DSS）和T細(xì)胞誘導(dǎo)的結(jié)腸炎均易感。

芳香烴受體（AHR）是堿性螺旋-環(huán)-螺旋-Per-ARNT-Sim（bHLH-PAS）家族轉(zhuǎn)錄因子的成員，可調(diào)控與藥物代謝、脂質(zhì)代謝及晝夜節(jié)律相關(guān)的基因程序。AHR可被外源性和內(nèi)源性配體激活：外源性配體包括2,3,7,8-四氯二苯并-p-二噁英（TCDD）等環(huán)境毒素、吲哚-3-甲醇及其酸性縮合產(chǎn)物吲哚并[3,2-b]咔唑等膳食來源化合物，以及微生物群產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)性色氨酸分解代謝產(chǎn)物；內(nèi)源性配體則包括犬尿氨酸等色氨酸代謝產(chǎn)物。配體結(jié)合后，AHR易位至細(xì)胞核，與AHR核轉(zhuǎn)位蛋白（ARNT）形成復(fù)合物，該復(fù)合物結(jié)合到含二噁英響應(yīng)元件（DRE）的基因上，誘導(dǎo)其轉(zhuǎn)錄。AHR誘導(dǎo)的主要效應(yīng)分子之一是細(xì)胞色素P450家族1亞家族A成員1（CYP1A1）——一種細(xì)胞色素P450單加氧酶家族成員。CYP1A1可氧化多環(huán)芳烴，常使其致癌性激活；此外，它還能代謝多不飽和長(zhǎng)鏈脂肪酸，生成多種可作為脂質(zhì)介質(zhì)的氧化代謝產(chǎn)物。在胃腸道系統(tǒng)中，AHR通路與免疫系統(tǒng)、腸神經(jīng)系統(tǒng)共同維持上皮健康：AHR是IELs發(fā)育、維持和功能發(fā)揮的必需分子，也是IECs維持屏障功能的關(guān)鍵；同時(shí)，AHR對(duì)腸固有層（LP）中多種免疫細(xì)胞（包括Th17、Treg、Tr1、ILC3s、ILC2s）及腸神經(jīng)元的發(fā)育和功能也至關(guān)重要。在AHR下游，CYP1A1還可通過代謝AHR配體參與腸道穩(wěn)態(tài)維持：IECs中CYP1A1酶活性失調(diào)會(huì)降解膳食和微生物來源的AHR配體，進(jìn)而抑制ILC3s和Th17細(xì)胞中AHR的激活，破壞其穩(wěn)態(tài)維持。

除CYP1A1外，AHR還可驅(qū)動(dòng)AHR抑制因子（AHRR）的表達(dá)。AHRR包含DRE結(jié)合結(jié)構(gòu)域和ARNT相互作用結(jié)構(gòu)域，但缺乏配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域和轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。因此，AHRR會(huì)與AHR競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合ARNT和DRE位點(diǎn)，從而抑制CYP1A1等基因的配體誘導(dǎo)性轉(zhuǎn)錄激活。盡管AHR對(duì)維持腸道免疫至關(guān)重要，但Ahrr⁻/⁻小鼠中AHR的過度激活反而具有致病性：這類小鼠對(duì)DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎易感，且結(jié)腸γδT細(xì)胞數(shù)量減少。目前尚不清楚AHRR缺陷為何會(huì)影響γδT細(xì)胞及整體腸道免疫功能。本研究中，作者發(fā)現(xiàn)AHRR缺陷對(duì)所有IELs均存在廣泛影響，可同時(shí)減少天然型和誘導(dǎo)型IELs的數(shù)量。這種IELs缺陷具有細(xì)胞自主性，依據(jù)如下：

（1）將Ahrr⁻/⁻T細(xì)胞移植到Rag1⁻/⁻小鼠后，受體小鼠IELs減少；

（2）以Ahrr⁻/⁻小鼠為骨髓（BM）供體構(gòu)建的骨髓嵌合體小鼠中，IELs減少；

（3）T細(xì)胞條件性敲除Ahrr基因的小鼠中，IELs減少。

對(duì)IELs的單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）結(jié)果顯示，AHRR缺陷會(huì)誘導(dǎo)出提示細(xì)胞應(yīng)激和活性氧（ROS）暴露的轉(zhuǎn)錄特征。研究進(jìn)一步觀察到，AHRR缺陷會(huì)增加CYP1A1的表達(dá)和活性——而CYP1A1的酶促反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生ROS作為副產(chǎn)物。他們的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，與野生型（WT）IELs相比，Ahrr⁻/⁻IELs內(nèi)ROS水平更高，且伴隨脂質(zhì)過氧化增強(qiáng)和鐵死亡增加。膳食補(bǔ)充硒（參與氧化還原穩(wěn)態(tài)維持的必需元素）或維生素E（可抑制ROS）可挽救Ahrr⁻/⁻IELs的缺陷。在全身或T細(xì)胞特異性敲除Ahrr的小鼠中，IELs缺陷會(huì)增加其對(duì)艱難梭菌（C.difficile）感染及DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎的易感性。

綜上，研究發(fā)現(xiàn)：AHRR缺陷導(dǎo)致的AHR-CYP1A1軸失調(diào)，會(huì)引發(fā)IELs中ROS過量生成和鐵死亡，影響其穩(wěn)態(tài)維持及腸道對(duì)病原體的抵抗力。總體而言，IELs是一類對(duì)氧化應(yīng)激高度敏感的T細(xì)胞亞群。

參考文獻(xiàn)：

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2023.01.023.

--------------若需要淋巴細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的技術(shù)支持，可聯(lián)系我們！