【原】综述 ｜ Cancers：天然杀伤细胞发育和功能的转录调控

2.4 IL-12和IL-18是髓样细胞和NK细胞的中介者

IL-12和IL-18都由激活的DC和巨噬细胞产生，可增强NK细胞的细胞毒性和IFN-γ的产生。骨髓细胞与NK细胞的相互作用，可建立起针对肿瘤或感染的免疫反应网络。IL-12刺激IFN-γ的产生；IL-12与IL-2，IL-15或IL-18协同，可显著增强NK细胞IFN-γ的产生，此外，IL-12还可以促进NK细胞增殖。 IL-18被定义为IFN-γ诱导因子，IL-18或IL-18R缺陷小鼠的NK细胞中IFN-γ产生和细胞毒性均降低，但在体外仅IL-18不足以诱导IFN-γ。IL-18与IL-2，IL-15或IL-21协同，能够上调IFN-γ并增强人类NK细胞的功能。

3.NK细胞发育和功能的转录调控

多种TF网络在人和鼠NK细胞的发育和功能中发挥重要作用。

图3. 鼠NK细胞发育的转录因子调控网络

图4. 人NK细胞发育的转录因子调控网络

图5. 调控NK细胞效应功能的转录因子

图6. 鼠NK细胞转录因子的下游靶标

3.1 Notch1调节 HSC的生成及向CLP的定向转化

高度保守的Notch家族是决定细胞命运的重要因子。Notch1和Notch2在造血前体细胞中表达。Notch1对于卵黄囊中HSC的生成至关重要。胎儿发生肝脏造血后，Notch信号通路对于促进胸腺中T细胞的发生并抑制其他谱系命运（包括B细胞，DC和髓样细胞）至关重要。但Notch信号并不限制NK细胞谱系的形成。在没有谱系特异性因子的情况下，当与Notch配体一起培养时，pro-B细胞或胸腺细胞可以重塑为NK细胞。在Vav1-Cre-Rbp-JKfl/fl小鼠中，不仅早期BM中NKP数量减少，而且脾NK细胞的成熟受阻。Rbp-JK是Notch信号的重要转录因子。因此推测，NK细胞的发育紊乱可能由于Rbp-JK缺陷型小鼠NKP中Ets-1和Ikaros表达降低。此外，活化的Notch信号可直接通过上调KIR表达来增强NK细胞的细胞毒性。这些研究表明，Notch可增强NK细胞的分化能力，但不是必需的。

3.2 Ikaros调节HSCs至早期LMPPs的定向转化

Ikaros是Ikaros TF家族成员之一（其它为Aiolos, Helios, Eos和Pegasus），各成员的表达具有组织特异性。Ikaro是淋巴谱系特异的主要调控因子。Ikaros无义突变小鼠表现出HSC，B和NK细胞谱系的缺乏，但保留了部分T细胞分化潜能。Ikaros缺乏的小鼠缺乏HSC，导致脾脏中NK细胞丢失或在体外系统中NKP无法分化为成熟NK细胞。在Ikaros缺乏的淋巴祖细胞中，Flt3表达完全丧失，c-Kit水平降低。ChIP序列数据显示，与WT小鼠相比，Ikaros缺陷小鼠的B祖细胞中c-Kit的表达量下降最为显著。尽管没有直接证据表明Flt3是Ikaros的靶基因，但Flt3和c-Kit表达的调节可部分解释这些小鼠的NK细胞缺陷。

Aiolos和Helios均在NK细胞中表达，分别有助于NK细胞的成熟和功能发挥。Aiolos在人NK细胞中表达显著，尤其在CD56dimNK细胞中比在CD56bright更高。Aiolos缺乏小鼠中CD11b-CD27 +和CD11b + CD27 + NK细胞数量更多，而CD11b + CD27−数目较少。在Aiolos缺陷型小鼠中，响应IL-15的高速增殖表明它阻止了成熟前的分化，而不是抑制增殖。Aiolos是NK细胞清除肿瘤细胞并产生IFN-γ必不可少的转录因子。Helios被定义为T细胞活化标记，在效应性Treg细胞中起着重要作用。NK1.1 + CD11b +亚群中Helios下调削弱了NK细胞的效应功能，表明Helios可能能够改变NK细胞的反应性阈值。ChIP分析显示Helios与FoxP3启动子区域结合，而敲除Helios则导致T细胞中FoxP3的下调。先前的研究表明，FoxP3不仅抑制T细胞功能，还通过免疫抑制性细胞因子IL-10抑制FoxP3修饰的人NK细胞功能。但需要进一步研究Helios对 NK细胞功能的调节机制。

3.3 Ets家族对NK细胞的调控作用

3.3.1 PU.1调节CLPs至NKPs的定向转化

PU.1表达始于CLP时期，PU.1缺乏的小鼠死于胚胎晚期或出生后且NK细胞从胎儿期肝脏转移到外周之前。我们使用造血细胞嵌合体小鼠研究PU.1对NK细胞的影响，在 PU.1缺陷嵌合体小鼠中尽管NKP和iNK数目降低，NK细胞在BM，脾脏和肝脏中广泛存在，表明PU.1 内在调节CLP至NKP的定型。PU.1可调节NK细胞发育，PU.1缺乏的小鼠无法响应IL-2，SCF，Flt3和IL-7的组合刺激而驱动NK细胞的扩增和激活，而Est-1可以一定程度弥补PU.1的缺失。此外，PU.1可通过其下游转录因子Klf4调节特定的组织外环境进而影响NK细胞发育。

3.3.2 Est-1调节NKPs转化为iNKs

Ets-1最早表达于LMPP阶段，在NKP的晚期达到峰值并保持至NK阶段。Ets-1-/-小鼠实验表明，Ets-1影响BM和脾脏中50％的iNK和80-90％的mNK，但不影响NKP数目，表明存在NK细胞发育终止现象。此外，Est-1影响iNK后期发育，NKp46-Cre-Ets-1fl/fl小鼠模型显示在iNK后期条件性删除Ets-1后，BM、脾脏和血液中的总NK细胞数量明显减少。Ets-1-/-小鼠表现出与IL-15或γc链缺乏小鼠相似的表型缺陷，Ets-1-/-小鼠的mNK细胞中IL-2，IL-15的产生及其受体的表达与野生型小鼠相当。在人NK细胞中，IL-2和IL-15刺激可激活ETS-1的表达，此激活过程依赖于MEK1 / ERK1途径。IL-15信号下游的两个重要分子Jak3和Stat5都与Est-1密切相关，Stat5和Ets-1蛋白形成复合物以激活T细胞基因转录，Ets-1可直接结合Jak3启动子区以激活转录。这些或许能够解释Ets-1缺陷小鼠中NK细胞的发育障碍。此外，Est-1可激活Id2转录和促进T-bet表达，这些都是NK细胞发育中的关键TF，无论 Id2或T-bet降低都会阻碍NK细胞的成熟。Ets-/-小鼠残留的mNK细胞其细胞毒性明显降低，可能由于NK细胞活化受体的丢失或Ets-1限制了细胞因子驱动的NK细胞活化，仍需进一步的研究以了解Ets-1在NK细胞发育中的作用。