來源：生物世界 哈佛醫學院/布萊根婦女醫院 Vijay K. Kuchroo 團隊等（侯宇博士為第一作者，浙江大學良渚實驗室“百人計劃”研究員）在 Nature 期刊發表了題為：Neuropeptide signaling orchestrates T cell differentiation 的研究論文。 該研究利用了小鼠體內以及體外的CRISPR-Cas9篩選系統，篩選了調節CD4+ T細胞分化的關鍵作用因子，揭示T細胞表達的神經遞質受體（RAMP-CRLR）能夠直接感知神經細胞分泌的降鈣素基因相關肽（CGRP），從而響應病毒感染免疫反應，高效分化Th1細胞，實現有效的病毒殺傷。該研究揭示了神經-免疫調控的新機制，為疾病的免疫治療提供了新思路。 首先，該研究利用小鼠體內病毒感染模型，結合單細胞轉錄組分析，進行了小鼠體內Th1細胞分化的擬時序分析，鑒定Th1體內分化的動態表達圖譜。隨后，運用T細胞體外分化體系，建立Th1/Th2雙分化系統，結合單細胞轉錄組分析，鑒定Th1細胞分化特異性高表達的基因。綜上，結合T細胞體內和體外分化的表達模式，鎖定基因功能篩選的候選基因（圖1）。 然后，研究團隊利用CRIPSR-Cas9基因篩選系統進行小鼠T細胞體內和體外分化的基因功能篩選（圖2），并按照基因的功能進行排序，鑒定Th1分化的正向調節因子RAMP3。RAMP3能夠與CRLR蛋白在細胞表面形成神經遞質CGRP/ADM的受體，但是RAMP3在T細胞中調節Th1分化的具體機制還未可知。 接下來，研究團隊確認了神經遞質CGRP同樣可以促進Th1細胞的分化，這與鑒定的RAMP3在T細胞中的調控作用一致。進一步運用RAMP3基因敲除的T細胞，研究者揭示了CGRP是通過T細胞表達RAMP3發揮調節作用。轉錄組測序顯示CGRP激活T細胞中第二信使cAMP通路，cAMP的作用與CGRP高度一致，同樣可以促進Th1細胞的分化。結合CUT&Tag測序、Luciferase、Western等實驗，研究團隊進一步探究了CGRP通過RAMP3調控T細胞分化的作用機制：CGRP-RAMP3軸激活下游pCREB的表達，從而激活轉錄因子ATF3的表達，ATF3通過順式作用上調Th1分化的關鍵轉錄因子STAT1的表達，從而促進T細胞向Th1亞群分化（圖3）。 最后，研究團隊運用小鼠LCMV病毒感染模型進一步發現CGRP-RAMP3神經免疫軸在小鼠抗病毒免疫過程中的重要調控功能。在小鼠急性病毒感染的第7天，野生型小鼠中大部分病毒已經被清除，而在CGRP基因缺失的小鼠中仍有較高的病毒滴度，以及腫大的脾臟，其原因是在CGRP基因缺失的小鼠中沒有激活有效的Th1免疫應答，說明CGRP的表達對Th1細胞介導的病毒清除過程至關重要。同樣，在RAMP3基因缺失的小鼠中，研究團隊發現了和CGRP基因缺失小鼠中一樣的現象，體現在病毒清除能力低下，腫大的脾臟以及受損的Th1細胞分化。利用小鼠T細胞移植轉移模型，研究團隊進一步鎖定了T細胞中RAMP3的表達對病毒感染誘導的體內Th1分化至關重要。 綜上所述，該研究通過單細胞測序，CRISPR-Cas9基因功能篩選鑒定了全新的神經-免疫調控軸，運用小鼠病毒感染模型，揭示了CGRP-RAMP3軸在激活有效的抗病毒免疫反應過程中的重要作用，為全面理解神經-免疫調控網絡，探索新的免疫治療靶點，提供了新的視角。