IF50.5｜肝脏瞬时表达免疫因子逆转老年免疫衰退

用mRNA让肝脏临时生产DLL1、FLT3L和IL-7，可恢复老年小鼠的T细胞新生与抗肿瘤免疫。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

衰老导致免疫系统功能下降，核心是胸腺退化使初始T细胞输出减少、TCR多样性收缩，外周T细胞积累耗竭样状态，增加感染、疫苗失败和肿瘤风险。既往研究尝试用激素、细胞因子、小分子或异时共生来逆转胸腺退化或调节造血，但效果有限、毒性大或临床不可行。肝脏具有强大的蛋白合成能力和独特的血流动力学，是潜在的异位表达平台。mRNA递送相比重组蛋白具有可控、瞬时、低毒的优势，但能否通过肝脏表达免疫因子来系统性改善老年免疫尚未被系统探索。

科学问题

卡在哪里： 此前免疫 rejuvenation 策略多直接作用于胸腺或造血干细胞，但受限于毒性、效果短暂或临床转化困难。重组细胞因子如IL-7和FLT3L虽能促进T细胞和树突状细胞，但全身给药易引起炎症和自身免疫。Notch配体DLL1是跨膜蛋白，无法以可溶性形式递送。如何在避免毒性的同时，重建老年个体中多个衰退的免疫信号通路，仍是未解决的问题。

本文要回答： 验证通过mRNA-LNP在肝脏瞬时表达DLL1、FLT3L和IL-7，能否恢复老年小鼠的T细胞生成、疫苗应答和抗肿瘤免疫，并评估其安全性。

技术路线

作者主要用了：scRNA-seq、TCR-seq、空间转录组、流式细胞术、mRNA-LNP递送、疫苗与肿瘤模型。

作者首先利用单细胞转录组、TCR测序和空间转录组对小鼠生命周期中的胸腺和外周血T细胞进行多组学分析，鉴定出随年龄衰退的Notch、FLT3L和IL-7信号通路。然后设计mRNA-LNP递送系统，将编码DLL1、FLT3L和IL-7的mRNA靶向肝脏表达，在老年小鼠中验证其对T细胞发育、疫苗应答和抗肿瘤免疫的影响，并评估安全性和可逆性。

图 1　Fig. 1。图1展示研究策略和多组学发现：a为肝脏表达DLL1、FLT3L和IL-7的示意图；b显示胸腺皮质上皮细胞与胸腺细胞间相互作用随年龄下降，外周血T细胞Notch通路活性降低；c显示IL-7相互作用随年龄下降；d显示胸腺匀浆中FLT3L水平随年龄下降。

核心亮点

亮点 1｜胸腺与外周T细胞信号随年龄衰退

通过分析约97,000个外周血T细胞转录组和47个胸腺空间阵列，发现皮质胸腺上皮细胞与胸腺细胞间的Notch和IL-7信号随年龄显著下降，而髓质区相对保留。外周血T细胞中Notch通路活性降低，胸腺匀浆中FLT3L水平也下降。这些结果提示Notch、IL-7和FLT3L是老年免疫衰退的关键缺失信号。

图 2　Fig. 2。图2展示DFI对老年小鼠T细胞和免疫细胞组成的影响：a显示外周血初始T细胞随年龄减少，耗竭样T细胞增加；b-d流式显示DFI增加脾脏初始T细胞数量，但不增加记忆T细胞，提高初始/记忆比；e显示DFI不增加TCR克隆性；f显示DFI扩增早期DN胸腺细胞；g显示TCR excision circles升高；h-l显示DFI扩增cDC1并改善B细胞组成。

亮点 2｜肝脏表达DFI扩增CLP并促进胸腺生成

将DLL1、FLT3L和IL-7 mRNA-LNP注射老年小鼠后，肝脏成功表达并分泌三种因子。DFI处理28天显著增加骨髓中共同淋巴祖细胞（CLP）数量，并提高外周血中CCR9+ CLP比例，促进其向胸腺归巢。胸腺中早期DN1-DN3胸腺细胞扩增，Rag2表达上调，TCR excision circles升高，表明胸腺生成增强。同时脾脏中cDC1树突状细胞增加，年龄相关B细胞减少。

图 3　Fig. 3。图3展示DFI增强疫苗应答：a为实验设计；b显示DFI增加脾脏总T细胞；c-d显示DFI增加OVA特异性CD8+ T细胞频率和数量；e-g显示DFI降低PD1highCD62L-细胞并保持初始T细胞比例；h显示DFI增加IL-2和IFNγ产生；i显示DFI使老年小鼠疫苗应答恢复到年轻水平。

亮点 3｜DFI增强老年小鼠疫苗应答

在OVA疫苗模型中，老年小鼠经DFI预处理后，脾脏和血液中OVA特异性CD8+ T细胞频率和数量显著增加，约为对照的两倍。DFI还降低了疫苗接种后PD1highCD62L-耗竭样T细胞的积累，提高了初始T细胞比例。功能上，DFI处理小鼠的CD8+ T细胞在抗原再刺激时产生更多IL-2和IFNγ。纵向研究显示DFI使老年小鼠的疫苗应答恢复到年轻约24周的水平。

图 4　Fig. 4。图4展示DFI恢复抗肿瘤免疫：a为实验设计；b-d显示DFI预处理抑制B16-OVA肿瘤生长并延长生存；e-h显示DFI与抗PD-L1联合治疗对已建立肿瘤有效；i-r显示DFI增加肿瘤内CD8+ T细胞浸润、降低耗竭基因表达、提高初始样CD8+比例和TCR多样性。

亮点 4｜DFI恢复老年抗肿瘤免疫并与ICI协同

在B16-OVA黑色素瘤模型中，DFI预处理使40%的老年小鼠完全排斥肿瘤，而对照组全部死亡。DFI与抗PD-L1联合治疗显著延缓肿瘤生长并延长生存。机制上，DFI增加肿瘤内CD8+ T细胞浸润和SIINFEKL特异性CD8+ T细胞频率，降低耗竭相关基因表达，提高初始样CD8+ T细胞比例和TCR克隆多样性。

图 5　Fig. 5。图5展示DFI安全性：a为NOD小鼠实验设计；b-c显示DFI不改变血糖、糖尿病发生或NRP-V7特异性T细胞频率；d-g显示在Act-mOVA小鼠中DFI不打破OVA耐受；h-j显示DFI在EAE模型中不加重疾病。

亮点 5｜DFI治疗安全且效应可逆

在NOD自身免疫糖尿病模型中，DFI未加速糖尿病发生或增加NRP-V7特异性CD8+ T细胞。在Act-mOVA小鼠中，DFI未打破对OVA的中央耐受。在EAE模型中，DFI未加重疾病。停药后，胸腺输出和疫苗增强效应逐渐消退，表明DFI的作用是暂时且可逆的，未观察到长期自身免疫风险。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： scRNA-seq、TCR-seq、空间转录组、流式细胞术、mRNA-LNP递送、疫苗与肿瘤模型
• 公开数据： 原文未给出公开组学登录号
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 关注免疫衰老、mRNA治疗、肿瘤免疫和疫苗研发的研究者。

带走一句

用mRNA在肝脏瞬时表达多种免疫因子，可绕过胸腺退化限制，系统性改善老年T细胞生成和功能，为免疫 rejuvenation 提供了新思路。