读文献---《Treg的性别特异性脂肪组织印记》

突然想着以后也要陆续上线点读文献或者科普的内容，不然干巴巴的生信的容易让人迷失，当然还是想以有生信组学为手段的文章为主。如果你的课题组有好的文章发表，也可自带稿件发表，帮宣传宣传，也让大家学习学习！

今天一起来学习下一篇Nature文章《Sex-specific adipose tissue imprinting of regulatory T cells》。性别差异也是近年来很关注的一个方向，很多疾病具有性别特异性，例如老年痴呆。而正常男女很多生理过程也是具有差异的。研究性别差异有助于精确了解人体差别，对于我们研究者来说，在很多研究中都可以纳入这个天然因素，形成新的分组和研究方向。

这篇Nature关注的是脂肪中的Treg性别差异。脂肪组织是一个能量储存和内分泌器官，特别是内脏脂肪组织(VAT)对系统代谢的调节至关重要。例如，VAT功能受损与胰岛素抵抗和2型糖尿病有关。FOXP3+调节性T (Treg)细胞在限制免疫反应和抑制组织炎症方面至关重要，包括在VAT中。本研究作者发现在VAT中的Treg细胞具有明显的性别二态性。与女性相比，男性VAT对Treg细胞的富集程度更高，男性VAT的Treg细胞在表型、转录表型和染色质可及性方面与女性VAT细胞明显不同。男性VAT中炎症增高推动CCL2- CCR2轴促进Treg细胞的招募。雄激素调节一种独特的产生IL-33的基质细胞群的分化，这种分化是男性VAT特有的，与Treg细胞的局部扩张相平行。性激素以一种BLIMP1转录因子依赖的方式调节VAT炎症。总之，发现来自VAT的Treg细胞的性别特异性差异是由组织生态位决定的，这是一种性激素依赖的方式，以限制脂肪组织的炎症。

下面看看具体研究结果：

一、Treg细胞表现出VAT特异性的性别二相性（图1）

      首先作者鉴定了雌雄老鼠在体重、脂肪率、能量消耗等上的差别，这些都是共识了，但是还是做了，毕竟在自己的实验条件下这些结果都要进行测定，这并不是凑数，这种意识可以应用到自己的研究中。免疫细胞在VAT介导的机体代谢调节中起关键作用，所以接下来作者将差别关注到免疫细胞上了，分析了性腺周围VAT发现，雄性Treg比例和雌性具有很大差异，而其他主要的适应性和先天免疫细胞群没有显著差异。而且两性VAT-Treg表型也存在差异，两者都具有CD62L− CD44+ 活化表型，但是只有雄性VAT-Treg表达高水平的IL33受体SL2、成熟marker-KLRG1和细胞因子受体CCR2。同样的，免疫抑制细胞因子IL-10大量存在于雄性VAT-Treg，而非雌性。Treg 的性别特异性差异是 VAT 特有的，因为其他淋巴或非淋巴组织（如小肠固有层、结肠、肝脏和肺）中 Treg 的丰度和 IL-10 表达在两性间没有差异。此外，这种差异是脂肪组织库所特有的，因为皮下和肾周脂肪组织都没有表现出 Treg 细胞丰度或表型的性别特异性差异。

（图一）

二、性别特异性VAT-Treg分子图谱

      为例进一步探究VAT-Treg的性别差异分子机制，作者通过转录组测序分析了来在VAT-Treg和脾脏Treg男女之间的差异。发现男性VAT与脾脏Treg差异巨大，而女性比较相似。男女VAT-Treg转录组表现巨大差异，而Spleen-Treg男女之间无太大差异。流式显示，男性VAT-Treg高表达Il1rl1、Il10、Ccr2 和 Klrg1。转录组结果相同，男性VAT-Treg相比于女性高表达Pparg（VAT-Treg细胞分化所必需 )、Prdm1（编码 BLIMP1，与效应Treg细胞分化相关和Gata3。相比之下，雌性VAT-Treg中Sell（编码 CD62L）、Cxcr5、Stat1、Foxo1 和 Tcf7表达上调。男性和女性 VAT-ILC2 和常规 CD4+T 细胞之间差异表达的基因包括普遍存在的男性特异性 Ddx3y 和女性特异性 Xist，但是差异要少得多，表明基因表达的性别依赖性差异是 VAT Treg 特有的 细胞。为了深入确认VAT-Treg男女差异的染色体可及性，作者做了ATAC-seq，发现有3833个具有性别依赖性差异可及性的位点，相比于雌性，雄性VAT-treg染色体可及性增加。

      性激素受体广泛表达，包括通过免疫系统细胞表达。为了测试激素受体的功能是否为Treg细胞固有的，我们通过将同源标记的雄性野生型骨髓移植到受致命照射的雄性Ar /或野生型受体体内来产生骨髓嵌合小鼠。在雄激素受体缺失环境中发育的雄性野生型VAT Treg细胞获得了女性VAT-Treg细胞的典型表型，而在野生型环境中发育的VAT-Treg细胞则表现为雄性表型，表明VAT-Treg细胞的性别二态性是固有的。雌性小鼠中的结果一致。最后，雄性野生型小鼠经雌激素处理后，VAT中Treg细胞特异性减少，KLRG1和ST2表达降低，而雌性野生型小鼠经睾酮处理后，这些参数增加。这些数据表明，性激素依赖的生态位加强了VAT-Treg细胞特异性表型。

（图二）

三、VAT炎症募集Treg

       转录组测序显示，与皮下脂肪组织相比，VAT促炎基因包括Ccl2、Tnf、Il1b和Il33高表达。VAT显示出显著的性别依赖性转录差异，从雄性和雌性小鼠分离的组织中有近1300个基因表达差异，与女性相比，男性VAT中促进炎症的基因(Tnf、Ccl2和Il1b)、组织纤维化(Col6a5)和前列腺素代谢(Hpgds)的表达水平更高。由于来自男性 VAT 的 Treg 细胞表达高水平的 CCR2，其配体 CCL2（也称为 MCP-1）在男性 VAT 中的高表达特别令人感兴趣。为了了解 CCR2 在 VAT 中的 Treg 细胞内在作用，制作了含有 CCR2 缺陷型 (Ccr2-/-) 和野生型造血细胞的混合骨髓嵌合小鼠。在嵌合体小鼠中，发现Ccr2−/− VAT Treg细胞减少和VAT-Treg细胞marker表达减少，这种效应特异性存在于VAT-Treg。值得注意的是，在雄性和雌性小鼠的脾脏中，有一小部分Treg细胞共表达KLRG1和CCR2，这些细胞可以通过IL-33的管理来扩大。这表明VAT-Treg细胞是从脾前体细胞招募而来的。与ILC2s不同，Treg细胞不断被招募到VAT。与性激素在调节VAT炎症介质的丰度方面的关键作用一致，与野生型对照组相比，女性VAT Ccl2、Il1b和Il6表达。同样，用睾酮治疗的雌性小鼠VAT中Il6、Ccl2和Il1b的表达增加，而用雌激素治疗的雄性小鼠这些参数降低。这些结果表明，Treg细胞使用与促炎细胞相同的分子线索来填充脂肪组织，并以依赖于CCL2且受雌激素限制的方式被招募到男性VAT中。

（图三）

四、性激素控制 IL-33+基质细胞

      为了表征赋予VAT-Treg表型和分子特征的组织生态位，作者对从雄性和雌性小鼠的VAT中分离的脂肪细胞、内皮细胞(CD31+Gp38)和基质细胞(CD31 Gp38+)进行了RNA-seq分析。首先确定了IL-33的来源，IL-33是促进增值税Treg细胞扩张的关键生长因子，Il33的表达主要局限于Gp38+基质细胞，在男性和女性中出现的数量相似。然而，男性和女性的Gp38+细胞在转录谱上有显著差异。包括雄性Nt5e(编码外核苷酸酶CD73)的表达升高，而编码间充质间质细胞标记物Cd90的表达下调。CD90和CD73的差异表达分离出四种不同的Gp38+基质细胞群体，其中两种表达CD73+的细胞主要局限于男性VAT，几乎不存在于其他脂肪组织库和女性。对Il33GFP报告小鼠的分析显示，IL-33的产生仅限于Gp38+基质细胞，包括CD73+部分。事实上，与雄性小鼠相比，在雌性VAT中检测到产生IL-33的基质细胞更少。与IL-33在雌性小鼠中受到限制的观点一致，IL-33的使用导致了雌性增值税Treg细胞的强劲扩张。雄性Ar-/-小鼠的CD73+基质细胞显著减少，而雌性Era-/-小鼠的CD73+基质细胞比野生型小鼠多，这表明这些细胞的发育是由性激素支持的。这些实验表明，性激素调节产生IL-33的基质细胞群体的发育，并且IL-33控制VAT-Treg细胞生态位的大小。

（图四）

五、BLIMP1控制VAT-Treg细胞基因

      最后，为了阐明VAT-Treg特异性转录landscape是如何按照Treg细胞的内在方式形成的，作者测试了转录因子bllimp1的功能。雄性Blimp1fl/flFoxp3cre小鼠，在Treg细胞中特异性缺乏BLIMP1，表现出VAT-Treg细胞数量减少，ST2、KLRG1、TIGIT和CCR2表达降低，CD103和CD62L表达上调。与VAT-Treg细胞缺失一致，雄性Blimp1fl/flFoxp3cre小鼠显示葡萄糖耐量降低。与对照相比，BLIMP1-deficient VAT-Treg大多数基因表现异常，包括Il1rl1、Klrg1、Ccr2、Pparg 和Il10。为了确定BLIMP1的直接靶点，作者分析了ATAC-seq数据和BLIMP1染色质免疫沉淀测序数据。总的来说，在VAT-Treg细胞中检测到2095个与开放染色质重叠的ChIP峰。这些位点与BLIMP1靶基因相关，例如Ccr7、Tcf7、Klf2、 Cxcr5、S1pr1、Myc和Bcl6，以及VAT-Treg关键基因Il10、Ccr2和Il1rl1，表明这些基因是VAT-Treg中BLIMP1直接靶向基因。在脾Treg细胞、男性和女性VAT-Treg细胞中分别检测到多个可接近性差异的BLIMP1结合位点。这些位点包括Il1rl1位点，该位点在男性VAT-Treg细胞中显示完全的可及性，但在女性VAT-Treg细胞中可及性降低，而在脾Treg细胞中完全关闭。值得注意的是,CCR2+KLRG1+脾Treg细胞也表达了BLIMP1和Pparg。VAT-Treg中富集的IL-6和IL-4在体外诱导VAT-Treg中的BLIMP1 ，而不能诱导IL-33的表达。Il6主要由VAT树突状细胞、巨噬细胞和ilc2表达。CD73+基质细胞、Treg细胞和ilc2在IL-6缺陷雄性小鼠的增值税中减少，且VAT-Treg细胞显示ST2、KLRG1和CCR2的表达受损。IL-33处理IL-6缺陷小鼠导致VAT-Treg细胞的数量显著增加，这表明IL-6本身对VAT-Treg细胞的分化不是必需的，但促进了IL-33的可用性。VAT构成一种炎症环境，而肥胖增加的低级别炎症会促进代谢性疾病和2型糖尿病的发展。在女性中，炎症受到雌激素的限制。然而，在男性中，VAT炎症的增加和男性特异性产生il-33的基质细胞以blimp1依赖的方式介导了Treg细胞数量的主动招募和局部扩张。这一途径构成了一个男性特有的反馈回路，限制了增值税中的炎症。

      终于结束了，基本等于将文献翻译了，下次争取不这么啰嗦，主要说说大概的结果和需要学习的地方，突出亮点。

如有侵权，请联系本站删除！