免疫记忆新标杆！人类干细胞样记忆 T 细胞（Tₛ𝒸ₘ）的鉴定与功能突破

研究背景

适应性免疫系统的记忆功能依赖于长寿、可自我更新的淋巴细胞群体，传统观点将记忆 T 细胞分为中枢记忆 T 细胞(TCM，高表达 CD62L 和 CCR7)和效应记忆 T 细胞(TEM，CD62L⁻CCR7⁻)，认为 TCM 是具有干细胞样特性的亚群。但近年在小鼠中发现了分化程度更低、干细胞特性更强的记忆干细胞样 T 细胞(Tₛ𝒸ₘ)，而人类中是否存在类似亚群尚未明确鉴定。此前虽有研究提出候选群体，但均缺乏明确表型定义和功能验证，限制了对免疫记忆机制的深入理解及相关治疗应用。

《Nature Medicine》期刊上发表了题为A human memory T cell subset with stem cell–like properties的文章，首次在人类中鉴定出一种具有干细胞样特性的记忆 T 细胞亚群(Tₛ𝒸ₘ)，其兼具自我更新能力和多向分化潜能，能分化为中枢记忆 T 细胞(TCM)、效应记忆 T 细胞(TEM)和效应 T 细胞，为疫苗设计和过继性 T 细胞治疗提供了全新靶点。

实验方法

1.Tₛ𝒸ₘ细胞的鉴定与分离：采用多色流式细胞术(PFC)分析健康供体外周血单个核细胞(PBMC)，基于严格表型标记(CD45RO⁻CCR7⁺CD45RA⁺CD62L⁺CD27⁺CD28⁺IL-7Rα⁺CD95⁺IL-2Rβ⁺)分选 Tₛ𝒸ₘ细胞，同时分离 naive T 细胞(Tn)、TCM 和 TEM 作为对照;通过脐血样本验证 Tₛ𝒸ₘ的天然存在。

2.体外诱导与表型验证：用 α-CD3/CD28 磁珠激活分选后的 naive CD8⁺ T 细胞，在 GSK-3β 抑制剂 TWS119 存在下培养 2 周，诱导生成 Tₛ𝒸ₘ样细胞;通过流式细胞术检测细胞表面标志物表达，验证其表型特征。

3.功能与转录组分析：检测 T 细胞受体重排切除环(TREC)含量评估增殖历史;通过超抗原(SEB)或 α-CD3/CD2/CD28 刺激，检测细胞因子(IFN-γ、IL-2、TNF-α)分泌能力;采用 CFSE 稀释法和 ³H - 胸腺嘧啶掺入法评估增殖潜能;通过全基因组表达芯片分析 Tₛ𝒸ₘ与其他 T 细胞亚群的转录组差异。

4.抗原特异性验证：利用 HLA-A2 四聚体(针对流感、巨细胞病毒 CMV、肿瘤抗原 MART-1)染色，鉴定 Tₛ𝒸ₘ的抗原特异性;通过 TCRβ 序列分析，验证 Tₛ𝒸ₘ克隆型的长期稳定性。

5.体内功能验证：将分选后的 T 细胞亚群 adoptive transfer 到免疫缺陷 NSG 小鼠体内，4 周后检测各组织中人类 T 细胞的植入和增殖能力;构建间皮素阳性肿瘤异种移植模型，比较 Tₛ𝒸ₘ、TCM 和 TEM 的抗肿瘤活性及小鼠存活情况。

关键结果

图1：人类 Tₛ𝒸ₘ细胞的表型鉴定

该图通过流式细胞术明确了 Tₛ𝒸ₘ细胞的表型特征及天然存在性。在健康供体 PBMC 中，Tₛ𝒸ₘ细胞定位于 naive 样 T 细胞群体(CD45RO⁻CCR7⁺CD45RA⁺CD62L⁺CD27⁺CD28⁺IL-7Rα⁺)，但高表达记忆细胞标志物 CD95 和 IL-2Rβ，与 Tn 细胞(CD95⁻IL-2Rβ⁻)明确区分。Tₛ𝒸ₘ细胞占循环 CD8⁺和 CD4⁺ T 细胞的 2%-3%，还表达更高水平的 BCL-2、LFA-1、CXCR3 和 CXCR4，低表达 CD38 和 CD31，与小鼠 Tₛ𝒸ₘ的核心表型一致(除无人类同源物的 Sca-1 外)。体外实验显示，TWS119 处理可诱导 naive T 细胞保留 naive 样表型(CD45RO⁻CD62L⁺)并表达 CD95 和 IL-2Rβ，进一步验证了 Tₛ𝒸ₘ的表型定义。

图2：Tₛ𝒸ₘ细胞具备记忆 T 细胞的核心特性

该图从增殖历史、快速应答能力和抗原特异性三个维度，证实 Tₛ𝒸ₘ的记忆属性。Tₛ𝒸ₘ细胞的 TREC 含量低，表明其经历过克隆增殖，与 TCM、TEM 一致，区别于 Tn 细胞;经 SEB 或 α-CD3/CD2/CD28 刺激后，Tₛ𝒸ₘ能快速分泌 IFN-γ、IL-2 和 TNF-α，应答能力介于 Tn 和 TCM 之间，且细胞因子分泌的多功能性随 Tn→Tₛ𝒸ₘ→TCM→TEM 逐步增强。抗原特异性分析显示，流感、CMV 特异性 naive 样 T 细胞中，绝大多数为 CD95⁺的 Tₛ𝒸ₘ细胞;而黑色素瘤患者中，部分 MART-1 特异性 naive 样 T 细胞也表现为 Tₛ𝒸ₘ表型;TCRβ 克隆型分析证实，Tₛ𝒸ₘ细胞克隆能长期稳定存在(至少 22 个月)，进一步验证其记忆特性。

图3：Tₛ𝒸ₘ是分化程度最低的记忆 T 细胞亚群

该图通过转录组分析明确了 Tₛ𝒸ₘ的分化层级。聚类分析显示，Tₛ𝒸ₘ的基因表达谱与 TCM、TEM 更接近，但存在独特特征;差异基因呈现线性表达模式：naive 相关基因(如 LEF1、FOXP1)从 Tn→Tₛ𝒸ₘ→TCM→TEM 逐步下调，效应相关基因(如 EOMES、GZMA、PRF1)逐步上调。多维尺度分析(MDS)显示，Tₛ𝒸ₘ与 Tn 的差异基因仅 75 个，显著少于 TCM(157 个)和 TEM(226 个)，且与 TCM 仅 20 个差异基因，证实 Tₛ𝒸ₘ是分化程度最低的记忆 T 细胞亚群，处于记忆 T 细胞分化层级的最上游。

图4：Tₛ𝒸ₘ细胞具有干细胞样自我更新和多向分化潜能

该图通过体外增殖实验验证了 Tₛ𝒸ₘ的干细胞核心特性。IL-15 刺激后，Tₛ𝒸ₘ细胞能维持 naive 样表型(CD45RA⁺CD62L⁺CCR7⁺)的比例显著高于 TCM，约 60% 的子代细胞保留亲本表型，而 TCM 仅 30%;α-CD3/CD2/CD28 刺激后，Tₛ𝒸ₘ可分化为 TCM(约 50%)、TEM(约 4%)和 Tₛ𝒸ₘ样细胞(约 15%)，实现所有记忆 T 细胞亚群的覆盖，而 TCM 无法分化为 Tₛ𝒸ₘ，TEM 则不能逆分化为 TCM 或 Tₛ𝒸ₘ。干细胞指数(结合自我更新能力和多向分化潜能计算)显示，Tₛ𝒸ₘ的干细胞特性显著优于 TCM 和 TEM。

图5：Tₛ𝒸ₘ细胞具有增强的增殖、存活和抗肿瘤活性

该图通过体内实验证实了 Tₛ𝒸ₘ的临床应用潜力。体外增殖实验显示，Tₛ𝒸ₘ的 ³H - 胸腺嘧啶掺入量显著高于其他 T 细胞亚群，增殖能力最强;Adoptive transfer 实验中，Tₛ𝒸ₘ在 NSG 小鼠的淋巴组织和非淋巴组织中植入能力是 TCM 和 Tn 的 10-100 倍，TEM 则几乎无法植入。肿瘤异种移植模型中，Tₛ𝒸ₘ介导的抗肿瘤效应显著优于 TCM 和 TEM，能有效抑制间皮素阳性肿瘤生长，延长小鼠存活时间，部分小鼠实现肿瘤治愈;而 TEM 治疗组无明显抗肿瘤效果，TCM 治疗组虽有改善但小鼠均在 40 天内死于肿瘤进展。

全文总结

本研究首次在人类中明确鉴定出具有干细胞样特性的记忆 T 细胞亚群(Tₛ𝒸ₘ)，其表型定义为 CD45RO⁻CCR7⁺CD45RA⁺CD62L⁺CD27⁺CD28⁺IL-7Rα⁺CD95⁺IL-2Rβ⁺，兼具 naive T 细胞的表型特征和记忆 T 细胞的功能属性。Tₛ𝒸ₘ细胞具有显著的自我更新能力和多向分化潜能，能分化为所有记忆和效应 T 细胞亚群，且体内植入能力、增殖活性和抗肿瘤效果均优于传统记忆 T 细胞亚群(TCM、TEM)。该发现不仅完善了 T 细胞分化层级的理论体系，明确了 Tₛ𝒸ₘ在免疫记忆中的核心地位，还为疫苗设计(通过诱导 Tₛ𝒸ₘ增强免疫记忆)和过继性 T 细胞治疗(利用 Tₛ𝒸ₘ提升抗肿瘤疗效)提供了全新策略，对感染性疾病和肿瘤的免疫防治具有重要意义。