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​Memory CD4+ T cells are generated in the human fetal intestine.

人胎儿肠组织产生记忆CD4+T细胞

发表时间：2019年3月

期刊：Nature immunology（IF:21.809）

单位：荷兰莱顿大学医学中心

技术要点：

• 技术方法：质谱流式细胞技术（CyTOF），TCR测序及单细胞转录组测序
• 单细胞平台：10x Genomics ChromiumTM Single Cell 3’ v2
• 测序平台：Illumina HiSeq4000
• 样本及细胞数：人胎儿肠中分选的CD4+ T细胞，共1,804个细胞

通常认为胎儿不暴露于外源抗原，但研究发现CD45RO+ T细胞存在于胎儿肠组织中。为了深入研究胎儿肠中CD4+ T细胞的组成，本文利用质谱流式细胞术（CyTOF），高通量TCR测序及单细胞转录组测序进行了综合分析研究。

1.人胎儿肠CD4+ T细胞呈现表型多样化

数据获得后，选择CD45+免疫细胞进行HSNE分析，共鉴定得到110332个CD4+ T细胞，约占所有免疫细胞的47.9%。用t-SNE法来进一步分析CD4+ T细胞，发现24.1%呈现初始T细胞（T_N）的表型，64.5%表达CD45RO，提示为记忆T细胞（T_M）。虽然所有的T_M细胞都表达CD28，但CD25, CD27, CD103, CD117, CD127, CCR6及CCR7呈现差异表达，表明了表型的多样性。

图1 胎儿肠CD4+ T细胞的质谱流式细胞分析

2.胎儿CD4+ T细胞的单细胞转录组研究

通过10x单细胞转录组测序，本研究得到1804个CD+ T细胞。无监督聚类分析将这些细胞分成了7个T细胞亚群，包括5个与质谱流式细胞技术鉴定一致的细胞群和2个不一致的细胞群。其中有一个亚群是质谱流式细胞术未鉴定到的，但其表达模式与KLRB1+CCR6+SELL– T_M亚群类似。随后通过单细胞轨迹分析研究这些细胞亚群的分化，结果发现CD25+CD127_loT_reg细胞与其他细胞距离较远，其他细胞则呈现连续的线性分化，从CD45RA+T_N细胞到CD161+CCR6+CD45RO+T_M细胞。

图2 胎儿肠CD4+ T细胞的10x单细胞分析

图3胎儿肠CD4+ T细胞的单细胞轨迹分析

3.TCR分析揭示胎儿CD4+ T细胞的克隆扩增

CD5的表达与TCR的亲和力相关，且与T_N细胞相比，T_M细胞CD5基因的表达更高。通过流式细胞术定量CD5基因在肠CD4+ T细胞的表达，结果发现CD5基因的表达在T_M细胞亚群中比T_N细胞要高。这表明T_M亚群的TCR亲和力比T_N细胞高。随后通过TCR测序研究发现，T_M亚群亚群的克隆能力比T_N细胞更强。最后，尽管每个细胞群大部分TCR是特异的，但有约20%的T细胞克隆在CD45RA+T_N细胞和三种CD45RO+ T_M细胞亚群中是共有的，表明了CD45RA+T_N细胞和CD45RO+ T_M细胞的克隆相关性。

图4 胎儿肠CD4+ T细胞的CD5表达分析及TCR测序分析

本研究表明在胎儿肠中形成了记忆性的CD4+ T细胞，可能是为了保护婴儿应对出生后大量细菌的接触。

参考文献

Kinchen J et al.Structural Remodeling of the Human Colonic Mesenchyme in Inflammatory Bowel Disease.Cell. 2018 Oct 4;175(2):372-386.e17. doi: 10.1016/j.cell.2018.08.067.