人类FOXP3因第2号外显子跳跃而产生两种亚型,且该外显子对Treg细胞中FOXP3的功能至关重要。然而,调控其剪接的因子仍未知。
2026年5月29日,美国国立卫生研究院陈万军及武汉大学Rong Jia共同通讯在Science Advances 在线发表题为“SRSF3 determines Treg cell fate in antitumor immunity and autoimmunity”的研究论文。该研究发现,SRSF3调控FOXP3第2号外显子的功能,并决定Treg细胞在自身免疫与肿瘤免疫中的命运与功能。机制上,SRSF3促进FOXP3第2号外显子包含及蛋白表达,从而保护Treg细胞;在Treg细胞中特异性敲除Srsf3基因会导致小鼠Treg细胞严重缺陷,引发致死性系统性炎症。
人肿瘤组织中的Treg细胞呈现高SRSF3表达。SRSF3是人Treg细胞抑制功能所必需的。利用人FOXP3第2号外显子及其邻近内含子构建的人源化小鼠,其Treg细胞功能减弱,肿瘤形成显著减少,同时瘤内CD8+ T细胞浸润增加。因此,该研究揭示了SRSF3通过调控FOXP3第2号外显子包含及蛋白表达,在抗肿瘤免疫与自身免疫中控制Treg细胞命运与功能的此前未被认知的作用。
调节性T细胞(Treg细胞)在维持自身免疫耐受、预防自身免疫性疾病及炎症反应中发挥关键作用;然而,它们也可能阻碍有效的抗肿瘤免疫应答。在多种癌症中常可观察到Treg细胞的大量浸润,且该现象与患者不良预后相关。针对Treg细胞的干预策略已显示出抑制肿瘤生长的治疗效果。叉头框蛋白P3(FOXP3)已被确认为Treg细胞生成与功能调控的核心因子。FOXP3基因缺失可导致人类免疫失调、多腺体病、肠病及X连锁综合征(IPEX综合征)及小鼠(scurfy小鼠)的免疫功能障碍。人类FOXP3基因通过前体mRNA的可变剪接产生多种亚型,包括全长型(FOXP3FL)、第2外显子跳跃型(FOXP3Δ2)以及第2外显子和第7外显子双重跳跃型(FOXP3Δ2Δ7)。其中,FOXP3FL和FOXP3Δ2是两种主要亚型,均能赋予Treg细胞对初始CD4+ T细胞的免疫抑制活性。
然而,通过靶向第2外显子的小干扰RNA(siRNA)耗竭全长FOXP3,可显著削弱人类Treg细胞的抑制能力;而第2外显子缺失的小鼠则发展为系统性自身免疫性疾病。第2外显子定位于N端抑制子结构域的中部区域,是FOXP3介导的转录抑制所必需的。该外显子可介导FOXP3 N端结构域的自身抑制功能。此外,与FOXP3FL亚型不同,FOXP3Δ2亚型对核因子κB及视黄酸受体相关孤儿受体α(RORα)介导的基因表达无调控作用。由于第2外显子缺失核输出信号,FOXP3Δ2主要定位于细胞核。因此,第2外显子对FOXP3的功能及亚细胞定位至关重要,其缺失会削弱FOXP3的功能。与人类不同的是,小鼠Foxp3仅表达为全长蛋白。因此,人类为何存在第2外显子缺失的FOXP3亚型仍令人费解。此外,人类Treg细胞中第2外显子可变剪接的潜在调控机制尚不明确。
图1.Treg细胞需要Srsf3(摘自Science Advances )
Treg细胞中FOXP3表达的分子机制备受关注。多项研究表明,FOXP3的表达在转录水平受到转录因子及DNA甲基化(例如保守非编码DNA序列元件)的严密调控。在翻译后修饰水平,蛋白精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)对第48位及第51位精氨酸的甲基化修饰对FOXP3功能至关重要;去泛素化酶USP7介导的赖氨酸残基去泛素化及p300介导的超乙酰化可增加FOXP3蛋白稳定性。此外,OX40共刺激通路介导的Foxp3启动子去乙酰化可抑制FOXP3表达。FOXP3的表达受转化生长因子β、T细胞受体(TCR)及CD28等多条信号通路调控。然而,可变剪接如何参与调控人类FOXP3表达仍需进一步阐明。
在肿瘤组织中,Treg细胞数量增加且免疫抑制功能增强,它们通过抑制抗肿瘤免疫、协助肿瘤细胞逃避免疫监视与攻击,并诱导免疫治疗耐药。针对Treg细胞的治疗策略展现了一定的抗肿瘤潜力,但其疗效仍需进一步验证。因此,深入理解肿瘤微环境中(尤其是人类癌症中)Treg细胞功能与稳定性的调控机制至关重要。
在本研究中,通过构建人源化小鼠模型(将人类FOXP3第2外显子及其两侧各50 bp的内含子序列替换小鼠Foxp3相应基因组序列),作者确定了Treg细胞中第2外显子缺失对肿瘤发生及瘤内CD8+ T细胞浸润的影响。研究发现,富含丝氨酸/精氨酸的剪接因子3(SRSF3)是Treg细胞中FOXP3第2外显子保留及翻译的关键因子。通过构建Treg细胞特异性Srsf3基因敲除(KO)小鼠,作者发现SRSF3在维持Treg细胞功能中起关键作用——基因敲除小鼠发展为致死性系统性炎症。作者证实,人类肿瘤组织中的Treg细胞高表达SRSF3,且其表达水平与人类癌症进展呈正相关。本研究揭示了SRSF3通过调控FOXP3第2外显子剪接,在肿瘤免疫与自身免疫中决定Treg细胞命运及功能的崭新作用机制。
参考消息:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeh1671