在CD4+ T细胞激活的动态模型中，使用单细胞转录组学和表达数量性状位点（expression quantitative trait loci, eQTL）的映射研究，揭示了与免疫疾病（如炎症性肠病）基因相关的新的eQTL。

问题

CD4+ T细胞在适应性免疫系统中起到关键作用。这些细胞被分为具有不同生物学作用的亚群。两个主要亚群包括尚未遇到抗原的原始细胞和先前对抗原有反应的记忆细胞；在这些主要亚群中，T细胞可以进一步分类为具有促进或抑制炎症的离散细胞亚群。这些细胞在激活后也会发生深刻的基因表达变化。导致免疫性疾病（如炎症性肠病）风险的遗传变异与CD4+ T细胞功能失调有关；然而，这些变体对特定基因表达的影响尚不清楚，也不知道这些影响是否针对特定的CD4+ T细胞亚群或激活状态。

发现

为了分析不同CD4+ T细胞亚群和不同激活状态下的基因表达变化，研究人员用抗CD3和抗CD28的偶联磁珠激活前后，对原始和记忆CD4+细胞进行单细胞RNA测序（sRNA-seq）。细胞来源于119名健康参与者（图1）。在稳态和激活后的三个时间点进行测序：细胞分裂前、第一次细胞分裂后和刺激后5天，刺激后5天的时间点对应于CD4+ 细胞分化为效应细胞类型。总的来说，数据集包括655 349个细胞的scRNA-seq数据。

基于scRNA-seq数据，研究人员确定了38个不同的细胞群体，包括仅在特定时间点出现的稳定群体和瞬态群体。此外，研究鉴定了6 407个基因，其表达受基因变异（称为eQTL）的遗传控制。其中，对于1/3的受调控基因，即“eGenes”，相关eQTL仅在特定激活阶段出现。此外，研究确定了在CD4+ T细胞整体中未检测到的亚群特异性eGenes。值得注意的是，127个eGenes受与免疫介导疾病相关的变体调控，其中60%的疾病变体相关基因仅在T细胞激活后检测到，表明在标准的稳态eQTL定位研究中它们可能被遗漏。在这些疾病相关基因中，已有免疫疾病的治疗靶点，这验证了研究结果，并突出了绘制T细胞激活过程中动态基因表达调控图，以在药物发现中确定新靶点的潜力。

影响

研究结果表明，应进一步研究绘制免疫细胞中的动态基因表达调控图，以深入了解免疫疾病的遗传易感性机制。

目前，研究主要集中在分析主要代表稳态的体外细胞。然而，研究人员发现，当对更多的细胞状态进行采样时，发现的致病基因数量显著增加。将易患疾病的基因变异与其目标基因联系起来至关重要，这为成功治疗奠定了更坚实的基础。

虽然研究发现了新的候选疾病基因，但需要进一步的功能研究，以更深入地了解致病机制，并有助于优先考虑这些新的候选基因作为潜在治疗靶点。例如，研究所识别的基因如何影响T细胞生物学，表达变化如何影响T细胞激活和效应器功能等高级生物过程，将为复杂免疫疾病的治疗提供关键见解。

参考文献：Soskic B, Cano-Gamez E, Smyth DJ, et al. Immune disease risk variants regulate gene expression dynamics during CD4+ T cell activation[J]. Nature Genetics,2022, 54:817-826.