产生白细胞介素-17（IL-17）的CD4T细胞（Th17细胞）介导多种自身免疫性疾病，这已在人类自身免疫性疾病的临床模型中得到实验支持，其中体外分化的Th17细胞对自身抗原具有特异性，诱导组织炎症和自身免疫。然而，最近的研究表明，Th17细胞对于驱动自身免疫组织炎症并不重要，产生粒细胞-巨噬细胞刺激因子（GM-CSF）的T细胞（ThGM）被认为是自身免疫组织炎症的主要诱导者。目前尚不清楚这两个效应T细胞群是相互关联还是具有不同来源的独立亚群。
2021年12月，哈佛医学院Vijay K. Kuchroo教授团队在Cell 上发表题为 Stem-likeintestinal Th17 cells give rise to pathogenic effector T cells during autoimmunity 的论文，通过单细胞RNA和TCR测序（scRNA-seq和TCR-seq），表征了Th17细胞在稳态和中枢神经系统（CNS）自身免疫期间的异质性、可塑性和迁移，并发现Th17细胞表现出组织特异性特征和组织内异质性。
01 来自多个组织的Th17和ex-Th17细胞的细胞图谱
为了表征组织内和组织间Th17细胞的多样性，本研究构建了Il17aCreGFPX Rosa26tdTomato 小鼠，从该小鼠脾脏（SPL）、派氏淋巴结（PP）、肠系膜淋巴结（MLN）、小肠（SI）和结肠（COL）中获取Th17和ex-Th17细胞(Th17前体)进行单细胞转录组测序和TCR测序，发现肠组织中的tdTamato阳性细胞比例最高，并且Th17细胞占比也是最高的。聚类分析将6,367个Th17细胞划分为多个群。对组织间Th17的效应分子基因进一步分析，发现stem-like T细胞基因例如Ccr7、IL7r、Sell和Tcf7在脾脏、派氏淋巴结和肠系膜淋巴结里面高表达，而Th17细胞激活相关基因CD44、CD69、IL17f和IL17a等在结肠和小肠中高表达，表明肠Th17细胞比其他组织的Th17更活跃。
02 Th17细胞表现出组织特异性特征
通过比较每个组织的Th17细胞与脾Th17细胞的表达谱，研究者确定了如何区分所有组织Th17细胞（泛组织驻留特征）、某些组织的Th17细胞（多组织特征）和单个组织（组织特异性特征）的转录特征。总体而言，在至少一个组织群体中，有943个基因与脾脏相比显著上调或下调，120个形成泛组织驻留特征，212个形成组织特异性特征。结肠Th17细胞具有最大的组织特异性特征（62个上调基因和31个下调基因），并且在空间上与脾Th17细胞谱最远。
03 脾脏中SLAMF6稳态Th17细胞群和CXCR6致病性Th17细胞群
本研究进一步分析了EAE期间的脾脏Th17细胞异质性，发现85%的细胞不属于两个群中的任何一个，而是类似于稳态非致病性Th17细胞（SPL0）或致病性Th17细胞（SPL1）。接下来研究者将SLAMF6和CXCR6鉴定为两个可以区分SPL0和SPL1群体的细胞表面分子，从EAE病小鼠的脾脏中分选SLAMF0和CXCR1 tdTomato CD6 T 细胞并进行单细胞测序，发现SLAMF6细胞在稳态期间以高比例存在于脾脏中，在EAE中减少，而CXCR6细胞在EAE疾病期间在脾脏和CNS中急剧增加，在脾脏中暂时达到峰值，随后在CNS中稳步上升。
04 IL-17A SLAMF6稳态Th17细胞会产生GM-CSF IFN-γ CXCR6致病性Th17细胞
为了阐明产生IL-17的Th17细胞或产生GM-CSF和IFN γ的T细胞的独特亚群是否是驱动自身免疫组织炎症的关键致病细胞，本研究进一步分析了稳态SLAMF6和致病性CXCR6细胞的scRNA-seq数据，并聚焦于编码关键细胞因子的基因的表达模式。分析结果表明SPL0细胞表达IL17a、IL17f和IL2的比例更高，而SPL1细胞表达Csf2和Ifng的比例更高。使用MOG35-33体外刺激（体外抗原刺激）后，SLAMF6+细胞IL-17A和IL-2表达增强，而CXCR6+细胞GM-CSF和IFN-γ表达水平显著增加，这表明产生IL-17的Th17细胞和产生GM-CSF和IFN-γ的T细胞在EAE的诱导中都有作用，因此稳态的IL-17+细胞群会产生致病性的GM-CSF 和 IFN-γ T细胞。
结论和意义
本研究分析了Th17细胞在体内自身免疫过程中的变化，发现产生IL-17的T细胞是产生GM-CSF和IFN γ的T细胞的祖细胞，在模型中直接关联两个效应T细胞群，两者都依次参与自身免疫性疾病的发展，并且靶向干细胞样肠道Th17群体和IL-23R信号转导可以更好地治疗控制患者自身免疫性疾病的发生。
参考文献：
Schnell A, Huang L, Singer M, Singaraju A, Barilla RM, Regan BML, Bollhagen A, Thakore PI, Dionne D, Delorey TM, Pawlak M, Meyer Zu Horste G, Rozenblatt-Rosen O, Irizarry RA, Regev A, Kuchroo VK. Stem-like intestinal Th17 cells give rise to pathogenic effector T cells during autoimmunity. Cell. 2021 Dec 22;184(26):6281-6298.e23. doi: 10.1016/j.cell.2021.11.018. Epub 2021 Dec 6. PMID: 34875227; PMCID: PMC8900676.
