调节型T细胞(Regulatory T cell, T_reg)是CD4⁺T 细胞中的一个特殊亚群，具有广泛的免疫调节和抑制作用。自1995年被发现，T_reg一直是免疫的调节领域的热点。2003年，T_reg特异表达的转录因子Foxp3的发现，更是为T_reg的研究提供了全新的视角和有力的工具。Foxp3对T_reg的分化，维持和功能都具有关键作用。Foxp3缺陷的人和小鼠因缺少T_reg亚群，在出生后迅速出现强烈的自身免疫性炎症反应，证明了T_reg在预防自身免疫反应中不可或缺的作用。然而，若炎症反应已经建立，T_reg能否发挥作用，逆转炎症反应，恢复免疫稳态，仍然是一个众说纷纭的问题。

虽然部分基于T_reg细胞移植的临床试验提示T_reg对自身免疫病又有一定的缓解和治疗作用，许多研究仍然显示，在炎性反应微环境中，在强烈免疫反应和相关炎性因子的作用下，T_reg可能丢失Foxp3的表达，失去免疫抑制的功能，转而促进感染过程中的免疫病理。现有的研究方法和实验模型有诸多限制，亟需新的的实验体系来更好的回答这个问题。

最新这项研究构建了一个可逆的Foxp3敲除小鼠模型，在小鼠的Foxp3编码序列前加入了一个LoxP-Thy1.1-Stop-LoxP转录终止序列，研究人员称该小鼠为Foxp3^LSL。Foxp3^LSL小鼠因Foxp3缺失而缺乏T_reg，只存在本应表达Foxp3，但实际只能表达终止序列里Thy1.1报告基因的，无免疫抑制功能的CD4⁺ T细胞。研究人员称这些细胞为“T_reg wannabe“。当引入诱导型Cre重组酶，经4-羟基-他莫昔芬处理，移除终止序列，即可特异性地在T_reg wannabe中恢复Foxp3的表达。研究人员巧妙地利用了Foxp3缺失引起的、涵盖了一、二、三型炎症反应的细胞因子风暴，把他们作为测试炎性为环境中T_reg功能的工具，在小鼠出生后两周，已出现明显的多器官炎症和免疫病理时，用4-羟基-他莫昔芬处理小鼠，恢复Foxp3的表达，进而在多组织中原位恢复了该小鼠中的T_reg亚群。

研究人员发现，当T_reg被重新引入炎症反应微环境中时，能够迅速发挥免疫抑制的功能，全方位地逆转炎症反应。在短短7天内， T细胞活化标志物以及 T细胞产生的炎性细胞因子，均出现了明显的下降。在体液免疫方面，T_reg的恢复有力地阻止了B细胞产生的IgG1, IgM, 和IgE三类自身抗体。Foxp3缺陷同样能引起的先天免疫的过度活化，造成髓系细胞的过度增殖，和强烈的急性期反应。研究人员发现，单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞的过度增殖，以及血清中积累的急性期反应蛋白，均被恢复的T_reg迅速抑制。T_reg恢复4周后，Foxp3^LSL小鼠中炎症反应的各种指标，包括组织学分析，同健康的对照组小鼠相比，已几乎没有区别。

为了进一步了解炎性微环境中的T_reg如何发挥作用，研究人员用RNAseq对Foxp3^LSL小鼠中新近恢复的T_reg进行了转录组分析。基因表达分析显示，与健康小鼠中的T_reg相比，新近恢复的T_reg表现出更高的活化状态和增殖潜力，不仅高表达众多与T_reg的免疫抑制功能相关的基因，而且上调了大量细胞周期相关基因。研究人员猜测，T_reg在炎性微环境中会被活化，加快细胞增殖，并且上调免疫抑制功能，并用体外T_reg抑制实验证实了Foxp3^LSL小鼠中分离出的、新近恢复的T_reg，与健康的对照组小鼠中分离出的T_reg相比，具有更强的免疫抑制活性。

4-羟基-他莫昔芬在小鼠体内的作用时间不超过72小时，因此，经一剂4-羟基-他莫昔芬处理的Foxp3^LSL小鼠中，有且仅有一批在2周龄时，在72小时内诱导产生的唯一一批T_reg细胞。此后，因4-羟基-他莫昔芬失去活性，Foxp3^LSL小鼠也中不再有新的T_reg的胸腺输出。这就给了研究人员一个独特的体系，可以考察单独一批恢复Foxp3表达的T_reg在没有持续的胸腺输出进行补充的情况下能在多长时间维持其功能。研究人员通过对Foxp3^LSL小鼠进行长期跟踪和分析，发现2周龄时产生的这批T_reg能够在相当长的时间内稳定地存活，在恢复Foxp3表达后4个月和7个月时，仍能正常发挥功能，维持免疫稳态。

研究人员用single cell RNAseq分析了Foxp3^LSL小鼠中恢复Foxp3表达7个月后的T_reg，发现其与新生小鼠中的一类能长期存活的的T_reg亚群十分相似，并基于转录组信息鉴定出了一个可能具有自我更新功能的亚群。这个亚群可能对与Foxp3^LSL小鼠中T_reg的长期存活期起重要的作用。

这项研究通过使用新的小鼠遗传学工具，证明了T_reg在炎性因子风暴中不仅不会丢失功能，反而能在感受到炎症反应时加快细胞增殖，并且上调免疫抑制功能，逆转炎症反应。T_reg能在体内够长期稳定的存活，并持续的维持免疫稳态。该研究对近年来被寄予厚望的T_reg疗法也给出了有益的启示，提示T_reg在临床治疗中可以控制和逆转炎症反应，并且一剂T_reg可能长期地发挥作用。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41590-021-01001-4