Prmt5 deficiency inhibits CD4+ T-cell Klf2/S1pr1 expression and ameliorates EAE disease

在神经免疫学的广阔领域中，蛋白精氨酸甲基转移酶5（Protein arginine methyltransferase 5，Prmt5）作为一种关键的表观遗传修饰酶，近年来受到了广泛的关注。它不仅在细胞发育、稳态维持中发挥着核心作用，还深刻影响着多种疾病的进程，包括自身免疫性疾病。上海交通大学医学院附属新华医院检验科团队在《Journal of Neuroinflammation》上发表的一项研究成果，为我们揭示了Prmt5在调控CD4+ T细胞功能，进而影响实验性自身免疫性脑脊髓炎（Experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）——一种多发性硬化（Multiple sclerosis，MS）的动物模型——发病过程中的新机制。

Prmt5与神经免疫调节：背景与重要性

Prmt5是一种负责蛋白精氨酸残基对称性双甲基化的酶，这种甲基化修饰在调控基因表达、细胞信号传导和细胞命运决定等方面发挥着至关重要的作用。在免疫系统中，Prmt5的活性对于维持T细胞的稳态和功能至关重要。近年来，随着对自身免疫性疾病研究的深入，科学家们逐渐意识到Prmt5可能成为治疗这类疾病的新靶点。EAE作为MS的动物模型，是研究自身免疫性脑脊髓炎病理机制的理想工具。通过诱导EAE模型，科学家们可以观察并分析特定基因或蛋白在疾病进程中的作用，从而为临床治疗提供理论依据。

研究设计与方法创新

上海交通大学医学院附属新华医院检验科团队的研究，采用了T细胞特异性条件敲除Prmt5（Prmt5 CKO）小鼠来诱导EAE模型。这一设计使得研究人员能够精准地观察Prmt5在T细胞中的功能，并避免了对其他细胞类型的潜在影响。在实验方法上，研究团队结合了流式细胞术、单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞ATAC测序（scATAC-seq）等多种高通量技术，这些技术的应用为揭示Prmt5在T细胞中的复杂调控网络提供了强有力的支持。

流式细胞术作为一种经典的免疫学研究方法，能够精确地识别和量化不同类型的免疫细胞及其亚群。在本研究中，流式细胞术被用来检测Prmt5 CKO小鼠在EAE诱导后中枢神经系统（CNS）和脾脏中致病性炎症CD4+ T细胞的数量变化。这些结果为我们提供了关于Prmt5在T细胞迁移、活化和增殖中的直接证据。

scRNA-seq和scATAC-seq则是近年来兴起的高通量测序技术，它们分别能够对单个细胞的转录组和开放染色质区域进行测序。这些技术使得研究人员能够在单细胞水平上解析基因表达和染色质可及性的变化，从而揭示基因调控的精细机制。在本研究中，scRNA-seq和scATAC-seq的应用帮助我们发现了Prmt5 CKO小鼠CD4+ T细胞中Klf2和S1pr1表达水平的变化，以及这些变化与疾病进程之间的潜在联系。

研究发现与机制探讨

研究结果显示，Prmt5 CKO小鼠完全抵抗EAE疾病的诱导，且中枢神经系统中的致病性炎症CD4+ T细胞数量显著减少。这一发现表明，Prmt5在调控CD4+ T细胞的功能和迁移方面发挥着关键作用，进而影响EAE的发病进程。然而，令人惊讶的是，在Prmt5 CKO小鼠的脾脏中，T细胞的活化和增殖却有所增强，CD4+ T细胞总数并未减少，且致病性CD4+ T细胞的比例有所增加。这一看似矛盾的结果提示我们，Prmt5在不同组织微环境中对T细胞功能的调控可能存在差异。

进一步的研究发现，Prmt5 CKO小鼠CD4+ T细胞中Klf2和S1pr1的表达水平显著降低。Klf2是一种转录因子，它在T细胞的迁移和归巢中发挥着重要作用。S1pr1则是S1P（鞘氨醇-1-磷酸）的受体，对于T细胞从淋巴器官向外周的迁移至关重要。Klf2和S1pr1的表达下调可能解释了为什么Prmt5 CKO小鼠脾脏中的T细胞虽然活化和增殖增强，但却无法有效地迁移到中枢神经系统并引发炎症。

为了深入探究Prmt5调控Klf2和S1pr1表达的机制，研究团队进行了scATAC-seq和ChIP实验。这些实验结果显示，在Prmt5 CKO小鼠的CD4+ T细胞中，S1pr1启动子和相关开放区域上富集了Klf2的结合基序，同时Klf2的转录表达却有所降低。这一发现表明，Prmt5可能通过影响Klf2的结合活性和转录表达来调控S1pr1的表达，进而调控T细胞的迁移和功能。

研究意义与未来展望

本研究不仅揭示了Prmt5在调控CD4+ T细胞功能和迁移中的新机制，还为治疗自身免疫性疾病提供了新的思路。通过靶向T细胞中的Prmt5表达，我们可能能够抑制致病性T细胞的活化和迁移，从而减轻自身免疫性疾病的症状。此外，本研究还为我们理解Prmt5在其他免疫细胞类型中的功能提供了有益的启示，为未来的研究开辟了新的方向。

然而，值得注意的是，尽管本研究在动物模型中取得了显著的成果，但将其转化为临床应用仍面临诸多挑战。例如，我们需要进一步了解Prmt5在人体中的功能和调控机制，以及开发安全有效的靶向药物。此外，由于自身免疫性疾病的复杂性和多样性，我们还需要针对不同疾病类型和个体差异进行更加精细的治疗策略设计。

综上所述，上海交通大学医学院附属新华医院检验科团队的研究为我们揭示了Prmt5在调控CD4+ T细胞功能并影响EAE发病的新机制。这一发现不仅丰富了我们对神经免疫调节的理解，还为治疗自身免疫性疾病提供了新的潜在靶点。随着研究的深入和技术的进步，我们期待未来能够在这一领域取得更多的突破和进展。