Gzmk-KO 基因敲除小鼠

Gzmk，即Granzyme K，是一种属于丝氨酸蛋白酶家族的蛋白，主要在细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）和自然杀伤细胞（NK cells）中表达。Gzmk在细胞免疫应答中发挥重要作用，它通过识别并切割特定的底物，如细胞凋亡相关蛋白，参与介导细胞毒性T淋巴细胞和自然杀伤细胞对靶细胞的杀伤过程。此外，Gzmk还能够切割炎症相关蛋白，影响炎症反应的强度和持续时间。Gzmk的表达和活性受到多种因素的调控，包括细胞因子、细胞内信号通路等。在免疫系统中，Gzmk的表达和活性与T细胞的活化状态密切相关，活化的T细胞会高表达Gzmk，从而增强其对靶细胞的杀伤能力。此外，Gzmk还参与调节T细胞的增殖和分化，影响免疫应答的强度和持续时间。

在多种疾病中，Gzmk的表达和活性发生改变。例如，在自身免疫性疾病中，Gzmk的表达和活性可能会升高，导致对自身组织的损伤；而在肿瘤免疫中，Gzmk的表达和活性可能会降低，导致肿瘤细胞逃避免疫系统的杀伤。因此，Gzmk的研究对于理解免疫应答的机制、疾病的发生和发展具有重要意义。

在衰老的免疫系统中，Gzmk+ CD8+ T细胞是一种独特的亚群，它们与T效应记忆细胞（Tem）不同，具有高度克隆性、特定的表观遗传和转录特征，以及对老年宿主环境的响应性。这些细胞表达疲劳和组织归巢的标记，并且在活化后是Gzmk的主要来源，增强了非免疫细胞的炎症功能。在人类中，随着健康衰老，循环中Gzmk+ CD8+ T细胞的比例增加，这些细胞与小鼠Taa细胞具有相似的转录和表观遗传特征。这些结果提示Gzmk+ Taa细胞可能是解决与年龄相关的免疫系统功能障碍的潜在靶标[1]。

在类风湿性关节炎（RA）的关节滑膜组织中，Gzmk+ CD8+ T细胞是一个独特的细胞亚群，它们具有GZMK+、GZMB+和GNLY+表型。这些细胞可能是在RA发病机制中发挥关键作用的介质[2]。

在抗PD-1治疗乳腺癌的患者中，三分之一的患者含有PD1表达的T细胞，这些细胞在抗PD-1治疗后会克隆性扩增。扩增主要涉及具有强烈细胞毒性活性（PRF1、GZMB）、免疫细胞归巢（CXCL13）和疲劳标记（HAVCR2、LAG3）表达的CD8+ T细胞，以及表达T辅助1（IFNG）和滤泡辅助（BCL6、CXCR5）标记的CD4+ T细胞。在治疗前活检中，免疫调节性树突状细胞（PD-L1+）、特定巨噬细胞表型（CCR2+或MMP9+）和表达主要组织相容性复合体I/II的癌细胞与T细胞扩增呈正相关。相反，未分化前效应/记忆T细胞（TCF7+、GZMK+）或抑制性巨噬细胞（CX3CR1+、C3+）与T细胞扩增呈负相关。这些数据确定了与抗PD-1治疗后的T细胞扩增正相关或负相关的各种免疫表型和相关基因集，揭示了乳腺癌对抗PD-1治疗的反应异质性[3]。

在急性髓细胞白血病（AML）中，一组AML患者具有独特的炎症特征，与较差的预后相关。这些患者中存在一种不典型的B细胞，这是一种功能失调的B细胞亚型，富含于高炎症AML患者中，以及CD8+GZMK+和调节性T细胞的增加，以及T细胞克隆扩增的减少。研究者们得出一个炎症相关的基因评分（iScore），该评分与AML患者的较差生存结果相关。iScore的添加细化了AML患者的当前风险分层，并可能有助于识别需要更积极治疗的患者。这项工作提供了一个基于免疫微环境的AML患者分类框架，并为在临床环境中考虑炎症状态提供了理由[4]。

在头颈鳞状细胞癌（HNSCC）中，空间转录组分析和单细胞RNA测序揭示了与CD8+ T细胞浸润限制和功能障碍相关的特定肿瘤相关成纤维细胞（CAF）亚群。这些CAF表现出CXCLs（CXCL9、CXCL10和CXCL12）和MHC-I的高表达，以及半乳糖凝集素-9（Gal9）的富集。MHC-IhiGal9+ CAF的比例与TCF1+GZMK+ CD8+ T细胞亚群的数量呈负相关。CAF上的Gal9诱导CD8+ T细胞功能障碍，并减少肿瘤浸润的TCF1+CD8+ T细胞的数量。这项研究揭示了CAF在癌症免疫逃逸中的精确作用，并为HNSCC更有效的免疫治疗铺平了道路。空间分析确定了IFN诱导的MHC-IhiGal9+ CAF，这些CAF形成了一个针对CD8+ T细胞的陷阱，为调节T细胞浸润和功能的肿瘤微环境中的复杂网络提供了见解[5]。

在动脉粥样硬化中，研究者们发现衰老促进了Ldlr-/-小鼠的动脉粥样硬化，增加了钙化和胆固醇晶体的发生率。观察到系统性免疫衰老，包括髓样偏斜和具有更极端效应表型的T细胞。使用年轻和老年Ldlr-/-小鼠主动脉白细胞进行单细胞RNA测序和流式细胞术，显示了与动脉粥样硬化过程相关的基因表达的变化，如细胞活化和细胞因子产生。研究者们识别出具有促炎症特征的年龄相关细胞，包括GzmK+CD8+ T细胞和以前在动脉粥样硬化中未定义的CD11b+CD11c+T-bet+年龄相关B细胞（ABCs）。Ldlr-/-小鼠的ABCs表现出与浆细胞分化、共刺激和抗原呈递相关的基因的高表达。体外研究表明，ABCs是高度有效的抗原呈递细胞。在心血管疾病患者中，研究者们证实了这些年龄相关的T和B细胞存在于动脉粥样硬化斑块和血液中。这项研究首次提供了对动脉粥样硬化小鼠的年龄相关免疫的全面分析，揭示了动脉粥样硬化主动脉中年龄相关T和B细胞的产生。对年龄相关免疫的进一步研究可能有助于开发新的诊断和治疗工具来对抗心血管疾病[6]。

在系统性红斑狼疮（SLE）和炎症性肠病（IBD）中，研究者们发现SLE和IBD共享共同的诊断标记和致病途径。通过基因表达谱分析和生物信息学分析，研究者们确定了71个共同驱动基因，这些基因与程序性细胞死亡的正调控和炎症反应密切相关。通过LASSO回归和SVM，研究者们确定了五个中心基因（KLRF1、GZMK、KLRB1、CD40LG和IL-7R）作为SLE和IBD的常见诊断标记。ROC曲线分析也显示了良好的诊断性能。免疫细胞浸润的结果表明，SLE和IBD具有几乎相同的免疫细胞浸润模式。此外，大多数中心基因在单细胞分析中在NK细胞中普遍表达。这项研究表明，SLE和IBD共享共同的诊断标记和致病途径。此外，SLE和IBD显示出相似的免疫细胞浸润微环境，这为未来的治疗提供了新的视角[7]。

在抗PD-1治疗转移性肾细胞癌（ccRCC）的患者中，研究者们发现nivolumab治疗的应答者中，CD8+ T细胞扩增并表达GZMK/B。这些数据表明，nivolumab驱动先前扩增的T细胞克隆的维持和替换，但只有维持与应答相关。研究者们假设维持和增强先前存在的反应是抗PD-1作用的关键要素[8]。

在干燥综合征（SjD）中，研究者们发现GZMK+ CD8 T细胞在SjD中富集，并表现出细胞毒性表型，与免疫反应的表型上皮细胞在疾病中物理相关。这些发现揭示了免疫反应对过渡的浆液粘液腺泡细胞的影响，并解释了这种特定细胞群在SjD中的丧失。这项研究探索了唾液腺中各种细胞类型的复杂相互作用及其在干燥综合征病理学中的作用[9]。

在狼疮性肾炎（LN）中，研究者们发现肾内不典型B细胞（ABCs）和抗体分泌细胞（ASCs）高度浸润。单细胞BCR库分析显示，肾内ASCs的克隆扩增主要涉及IGHG1和IGHG3亚型，伴随着重链和轻链体细胞突变的低频率，与外周ASCs相比。值得注意的是，在肾特异性克隆型中发现了IGHG4-59的独特扩增和ABCs与ASCs之间的克隆重叠。在T细胞群中，研究者们确定了GZMK+ CD8 T细胞作为主导的肾脏相关T细胞，它们与ABCs共享炎症和应激相关基因通路。肾内GZMK+ CD8 T细胞高度表达IFNG，并通过II型干扰素（IFN）途径与ABCs进行强烈的通信。肾内GZMK+ CD8 T细胞和ABCs主要在三级淋巴结构中共定位，GZMK+ CD8 T细胞可能通过IFN-γ和IL-21促进ABCs的分化。这项研究揭示了LN患者肾脏中与GZMK+ CD8 T细胞过度激活相关的高效外囊泡B细胞反应，这可能为LN的创新治疗提供途径[10]。

综上所述，Gzmk作为一种重要的丝氨酸蛋白酶，在细胞免疫应答中发挥重要作用。Gzmk的表达和活性受到多种因素的调控，并在多种疾病中发生改变。在衰老的免疫系统、自身免疫性疾病、肿瘤免疫等领域，Gzmk的研究对于理解免疫应答的机制、疾病的发生和发展具有重要意义。未来的研究需要进一步探索Gzmk在疾病发生和发展中的作用机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。