第十節(jié)　NK細(xì)胞的前沿?zé)狳c領(lǐng)域

一、NK細(xì)胞新亞群的發(fā)現(xiàn)

與T細(xì)胞亞群(Treg、Th17、Th9、Tfh等)的重大突破相呼應(yīng)，也尋找到了若干NK細(xì)胞的功能亞群(NK1、NK2、NK3、NK17和NK22等)，并且發(fā)現(xiàn)與多種疾病發(fā)生發(fā)展的密切關(guān)系。根據(jù)兼具DC功能而提出IKDC功能亞群，發(fā)現(xiàn)IKDC在發(fā)育、表型、形態(tài)上均應(yīng)該歸屬NK細(xì)胞家族，但是否是新的NK功能亞群仍然值得探索。由于尚缺乏定性的表型以及明確的轉(zhuǎn)錄因子，這些NK細(xì)胞亞群分群面臨較多質(zhì)疑，有人認(rèn)為僅僅是在不同免疫微環(huán)境下的功能轉(zhuǎn)換而非穩(wěn)定的NK細(xì)胞功能亞群。因而，嚴(yán)格意義上的NK細(xì)胞新功能亞群尚未達到類似T細(xì)胞那樣的定性。然而尋找NK細(xì)胞功能亞群過程中，ILC的發(fā)現(xiàn)是意料之外的收獲，極大拓展整個固有免疫淋巴細(xì)胞整體的研究。

二、NK細(xì)胞發(fā)育分化的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)

NK細(xì)胞活性除了受自身受體平衡影響外，還受到諸如細(xì)胞因子及自身轉(zhuǎn)錄因子等外在和內(nèi)在因素的綜合調(diào)節(jié)，而新近研究顯示NK細(xì)胞還受到非編碼RNA的調(diào)節(jié)以及表觀遺傳學(xué)調(diào)控。對于NK細(xì)胞相關(guān)的表觀遺傳學(xué)研究目前還較為零星，未對NK細(xì)胞的各種生命活動進行系統(tǒng)全面的研究，諸如記憶性NK細(xì)胞的形成、NK細(xì)胞發(fā)育的各個階段、NK細(xì)胞功能的活化和抑制、NK細(xì)胞識別受體的表達等都需要從表觀遺傳學(xué)的不同機制層面進行觀察，從而理解表觀遺傳學(xué)在NK細(xì)胞發(fā)生發(fā)育和效應(yīng)功能中的作用，也為調(diào)控NK細(xì)胞提供新策略。

(一)ncRNA(non-coding RNA)調(diào)控NK細(xì)胞

ncRNA在基因組中含量遠遠高于編碼RNA，包括miRNA(microRNA)、lincRNA(large intergenic noncoding RNA)等，其潛在的生物學(xué)調(diào)控功能越來越受到重視。通過對NK細(xì)胞miRNA轉(zhuǎn)錄譜進行分析，發(fā)現(xiàn)了一系列對NK細(xì)胞發(fā)育成熟及功能活性具有重大調(diào)節(jié)作用的miRNA。例如，miR-223和miR-378作用于顆粒酶B 3'UTR區(qū)，抑制NK細(xì)胞殺傷顆粒的表達，miR-30e對NK細(xì)胞穿孔素表達具有類似的抑制作用，而miR-150和miR-181a/b分別通過靶向c-Myb和NLK促進NK細(xì)胞發(fā)育分化和功能成熟。NK細(xì)胞IFN-γ的分泌受到miR-155的顯著調(diào)節(jié)，敲除miR-155會解除對SHIP-1的抑制，從而減少NK細(xì)胞分泌IFN-γ。盡管發(fā)現(xiàn)了多種對NK細(xì)胞有調(diào)控作用的miRNA，其中幾乎所有miRNA對其余免疫細(xì)胞同時也具有影響。需要建立NK細(xì)胞特異性miRNA敲除體系，以進一步確認(rèn)該miRNA對NK的核心調(diào)控作用。其余各種類ncRNA(特別是含量最多的lincRNA)對于NK細(xì)胞是否具有調(diào)控功能值得探索。

(二)NK細(xì)胞的DNA表觀遺傳調(diào)控

表觀遺傳調(diào)控包括基因啟動子區(qū)域的甲基化和乙酰化調(diào)節(jié)以及染色質(zhì)組蛋白重塑等。當(dāng)前主要集中研究NK細(xì)胞效應(yīng)分子如穿孔素、顆粒酶以及IFN-γ等的表觀遺傳調(diào)控。IFN-γ基因座遠端保守非編碼序列(distal conserved non-coding sequences，CNS)中存在的組蛋白乙酰化賦予其結(jié)合T-bet并促進NK細(xì)胞IFN-γ表達的功能。NK細(xì)胞TNF-α啟動子序列CpG島的甲基化限制了其表達。穿孔素和顆粒酶B啟動子區(qū)域存在的H3K9乙酰化可以促使NK細(xì)胞穿孔素表達。盡管NK細(xì)胞表觀遺傳學(xué)研究仍很局限，借助快速發(fā)展的深度測序技術(shù)，可觀測NK細(xì)胞各種活化及功能狀態(tài)下的表觀遺傳改變，可以有效推斷出特定NK細(xì)胞受體分子或效應(yīng)分子的表觀遺傳調(diào)控機制。

三、NK細(xì)胞的免疫代謝機制

免疫細(xì)胞的代謝活動對免疫細(xì)胞的發(fā)育分化、識別活化、功能極化等重要的調(diào)節(jié)作用。免疫代謝學(xué)包括兩個層面：免疫細(xì)胞代謝與免疫功能之間的相互影響，和免疫細(xì)胞功能與機體代謝之間的相互影響。免疫代謝學(xué)的研究可以為多種慢性炎癥性疾病(例如腫瘤、自身免疫病、代謝綜合征等)的預(yù)防和治療提供干預(yù)靶點。與T細(xì)胞的免疫代謝學(xué)研究相比，NK細(xì)胞免疫代謝學(xué)的研究甚少。初步的研究顯示卡路里的限制會抑制NK細(xì)胞活性，增加機體感染的機會。鑒于NK細(xì)胞在機體免疫中的重要作用，NK細(xì)胞免疫代謝學(xué)研究將是未來NK細(xì)胞研究的發(fā)展趨勢之一。應(yīng)該關(guān)注以下幾個領(lǐng)域：①代謝因子對NK細(xì)胞發(fā)育分化和功能亞群形成的影響和調(diào)控；②NK細(xì)胞代謝對其功能的影響和調(diào)控；③NK細(xì)胞在機體代謝疾病中的作用及機制；④NK細(xì)胞活化和行使功能過程中基本代謝特性；⑤NK細(xì)胞代謝-NK細(xì)胞功能-機體代謝-NK細(xì)胞代謝的循環(huán)調(diào)控與疾病發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。

四、NK細(xì)胞的免疫組學(xué)研究

隨著組學(xué)內(nèi)容的擴展、技術(shù)的進步和儀器的普及，NK細(xì)胞組學(xué)研究得以迅猛開展。現(xiàn)在的免疫組學(xué)包括了免疫基因組學(xué)(immunogenomics)、免疫蛋白質(zhì)組學(xué)(immunoproteomics)和免疫信息學(xué)(immunoinformatics)等多種內(nèi)容。免疫組學(xué)極大促進了免疫相關(guān)新基因的尋找、免疫相關(guān)疾病易感基因的鑒定及免疫相關(guān)疾病致病因子的確定。免疫組學(xué)為研究者提供極豐富的信息，通過對信息的梳理和分析，可以看到免疫相關(guān)分子變化的全景圖和關(guān)鍵的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，從而有助于確定免疫事件發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)控點。美國免疫學(xué)家和計算生物學(xué)家聯(lián)合成立了免疫基因組聯(lián)盟(The Immunological Genome Project Consortium)，啟動了免疫基因組項目(The Immunological Genome Project)，旨在勾畫出所有免疫細(xì)胞基因表達和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的完整圖譜。NK細(xì)胞研究者Lewis L.Lanier博士通過對NK細(xì)胞轉(zhuǎn)錄本的分析描述了靜息NK細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞的差異以及NK細(xì)胞活化后的分子變化。NK細(xì)胞免疫組學(xué)的研究和應(yīng)用剛剛開始，諸如NK細(xì)胞發(fā)育、活化、功能發(fā)揮、免疫記憶形成中的關(guān)鍵調(diào)控分子和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等NK細(xì)胞的諸多基本科學(xué)問題需要借助免疫組學(xué)的研究進行全面解答。

五、NK細(xì)胞的可視化操作

NK細(xì)胞功能涉及細(xì)胞遷移、突觸形成、脫顆粒、細(xì)胞因子分泌等動態(tài)變化過程。這些細(xì)胞和分子的動態(tài)變化過程若能被在體實時觀察，對NK細(xì)胞的認(rèn)識、操作和應(yīng)用將會取得驚人進步。這些目標(biāo)正隨著顯微技術(shù)和活體成像技術(shù)的發(fā)展逐漸成為現(xiàn)實。雙光子顯微鏡可以觀察NK細(xì)胞在實質(zhì)器官中的遷移、定位和細(xì)胞之間的相互作用，超高分辨率熒光顯微鏡可以實現(xiàn)對細(xì)胞的納米級觀察，不透明物體非侵入性高分辨率成像可以實現(xiàn)對動物和人體內(nèi)細(xì)胞的觀察，細(xì)胞顯微捕獲技術(shù)可以用于獲得體內(nèi)特異性NK細(xì)胞，單細(xì)胞質(zhì)譜結(jié)合組織成像可以直接對組織切片的多細(xì)胞亞群的分子譜系進行觀察。因此，利用飛速發(fā)展中的生物動態(tài)光學(xué)成像技術(shù)和細(xì)胞捕獲技術(shù)，可以對NK細(xì)胞遷移、NK細(xì)胞與其他細(xì)胞的相互作用、NK細(xì)胞免疫突觸的形成過程、胞內(nèi)胞膜分子動態(tài)變化進行實時的觀察和操作，揭開NK細(xì)胞生命活動中物質(zhì)運動的神秘面紗，也必有助于基于NK細(xì)胞的疾病免疫治療。

（田志剛　孫汭　彭慧）