Irf8-KO 基因敲除小鼠

Irf8，也称为干扰素调节因子8，是一种转录因子，主要在造血细胞中表达，尤其是在单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞及其前体细胞中。Irf8在免疫系统的发育和功能中起着至关重要的作用，它参与了单核细胞、树突状细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的发育，同时抑制了中性粒细胞的生成。Irf8的基因突变或表达缺失会导致免疫缺陷和慢性粒细胞白血病（CML）样疾病。Irf8在调节造血过程中，与其他转录因子如PU.1和C/EBPα相互作用，共同调控基因的表达和细胞的分化。

Irf8在肿瘤免疫中发挥着复杂的作用。在乳腺癌模型中，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）和I型树突状细胞（DC1s）都表达并需要Irf8。DC1s介导肿瘤引流淋巴结中的细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的启动，而TAMs则促进肿瘤中的CTL耗竭，Irf8是TAMs呈递癌细胞抗原所必需的。TAM特异性Irf8基因缺失可以防止癌症细胞反应性CTL的耗竭，并抑制肿瘤生长。免疫浸润性肾细胞癌患者的肿瘤中，存在大量的表达Irf8的TAMs，并且富含Irf8基因表达特征。此外，TAM-Irf8特征与多种癌症类型中的CTL耗竭特征共分离。因此，CTL耗竭是通过TAMs通过Irf8来促进的[1]。

Irf8还参与了B细胞反应的调控。CRISPR/Cas9编辑技术揭示了Irf8在B细胞对脂多糖（LPS）刺激反应中的作用。Irf8缺乏的B细胞更容易在LPS刺激下形成CD138+浆细胞样细胞，主要失调发生在活化的B细胞阶段。转录组分析显示，在活化的B细胞中过早地上调了浆细胞相关基因的表达，并且Irf8缺乏的细胞未能抑制IRF1和IRF7的基因表达程序。这些数据扩展了已知Irf8在调节B细胞身份方面的作用，通过防止过早的浆细胞形成，并突出显示Irf8如何帮助将TLR反应从最初的激活转向那些驱动体液免疫[2]。

Irf8与BATF3的相互作用增强了cDC1特异性Pfkfb3基因的表达。树突状细胞（DCs）在先天性和适应性免疫反应中起着核心作用，这些反应由具有不同表面标志物、转录谱和功能反应的DC亚型调节。从祖细胞阶段产生的DC多样性是由转录因子之间的复杂分子相互作用严格调节的。先前的研究表明，Batf3和Id2的表达对Irf8指导的经典cDC1发育具有协同作用。本研究中，双分子荧光互补测定表明，IRF8与BATF3相互作用，而ID2可能独立于Irf8促进cDC1发育。进一步分析发现，IRF8和BATF3在cDC1亚型中直接调节Pfkfb3的表达，Pfkfb3基因在糖酵解和cDC1生物学中起着重要作用[3]。

Irf8基因的突变（Irf8R294C）损害了小鼠浆细胞样树突状细胞（pDCs）的I型干扰素（IFN）介导的抗病毒免疫反应。pDCs是I型IFN的关键产生者，因此在启动抗病毒免疫反应中起着核心作用。除了强大的I型IFN产生外，pDCs还作为免疫原性刺激后的抗原呈递细胞。转录因子Irf8对于pDC和cDC1亚群的发展都是必不可少的。然而，Irf8在cDC1和pDC特异性基因组结构的发展途径中的差异调节机制仍有待完全阐明。先前的研究表明，Irf8R294C突变特异性地阻断了cDC1的发展，而没有影响pDC的发展。本研究使用RNA-seq方法发现，尽管点突变Irf8R294C没有影响pDC的发展，但它导致I型IFN产生缺陷，从而导致抗病毒反应效率低下。这一观察揭示了IRF8在这两个亚群中的不同作用——调节cDC1的发展，同时调节pDC的功能，而不影响其发展。研究发现，Irf8R294C突变还导致pDCs中ISGs的产生缺陷以及共刺激分子的上调缺陷，对NDV感染（或CpG刺激）有反应。通过体内研究，研究者们证明了I型IFN产生的减少与pDCs中共刺激分子上调的减少和IRF8R294C小鼠中NDV负担的增加相关，这表明病毒清除效率低下。此外，研究者们还发现，Irf8R294C突变消除了IRF8对I型IFN启动子的激活，这解释了I型IFN产生水平较低的原因。综上所述，本研究表明，Irf8基因中的单点突变Irf8R294C严重损害了小鼠pDCs的I型IFN介导的免疫反应，从而损害了抗病毒免疫力[4]。

银屑病是一种与动脉粥样硬化相关的炎症性疾病。通过对银屑病和动脉粥样硬化的基因表达谱进行微阵列数据分析，研究者们发现，银屑病和动脉粥样硬化之间存在94个共同差异表达基因，包括Lyn、CSF2RB、IL1RN、Rac2、CCL5、IRF8、C1QB、MMP9、Plek、PTPRC、Fyb、BCL2A1、LCP2、CD53、NCF2和TLR2等16个重要的中心基因。这些中心基因可能为银屑病和动脉粥样硬化的发病机制研究提供新的思路[5]。

Irf8定义了出生后小胶质细胞的表观遗传景观，从而指导其转录组程序。小胶质细胞是大脑中的固有免疫细胞。转录因子IRF8在小胶质细胞中高度表达。然而，它在出生后小胶质细胞发育中的作用尚不清楚。研究发现，IRF8与Sall1和PU.1一起，逐步结合到出生后小胶质细胞的增强子区域，并在第14天达到最大值。IRF8的结合与染色质可及性的逐步增加相关，这先于小胶质细胞特异性转录组的启动。构成型和出生后Irf8基因缺失导致小胶质细胞身份的丧失和获得疾病相关小胶质细胞（DAM）样基因。单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞转座酶可及染色质测序（scATAC-seq）的联合分析揭示了染色质可及性与单细胞水平的转录组之间的相关性。Irf8还对于小胶质细胞特异性DNA甲基化模式是必需的。最后，在5xFAD模型中，构成型和出生后Irf8基因缺失减少了小胶质细胞与淀粉样β斑块的相互作用以及斑块的大小，减轻了神经元丢失。总的来说，Irf8设置了出生后小胶质细胞基因表达的表观遗传景观[6]。

在单侧散发性梅尼埃病患者中，MEFV、IRF8、ADA、PEPD和NBAS基因变异与血清细胞因子升高有关。梅尼埃病的病因和发病机制尚不清楚，尽管炎症和自身免疫被认为可能是潜在的机制。人类的内淋巴囊（ES）据报道在局部免疫反应中具有先天性和适应性免疫能力。然而，在梅尼埃病患者中，ES炎症的体内证据在文献中是缺失的。研究者们报告了一名47岁女性患者的病例，她被诊断为单侧梅尼埃病，具有表明内淋巴囊炎症和血管充血的基因变异和细胞因子标志物。使用MRI检测到右侧耳蜗（2级）和前庭（3级）的内淋巴积水。她携带MEFV（c.442G > C）、IRF8（c.1157G > T）、ADA（c.445C > T）、PEPD（c.151G > A）和NBAS（c.4049T > C）的杂合变异。在血清中，粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、巨噬细胞炎症蛋白1α和IL7的水平显著升高，而IL2Rα的水平降低。通过内鼓室给予地塞米松暂时缓解了她的听力损失。在ES给予皮质类固醇后，她的眩晕显著缓解，但仍然轻微[7]。

基于免疫基因组分析，研究者们对三阴性乳腺癌（TNBC）进行了分类。TNBC是一种异质性肿瘤，许多研究致力于根据基因组分析识别TNBC亚型，以促进对免疫疗法有反应的TNBC患者的最佳分层。研究者们使用四个公开可用的TNBC基因组数据集，根据29个免疫特征的免疫基因组分析对TNBC进行了分类。无监督和监督机器学习方法被用于进行分类。研究者们确定了三个TNBC亚型，分别命名为免疫高（Immunity_H）、免疫中（Immunity_M）和免疫低（Immunity_L），并通过分析多个不同的数据集证明这种分类是可靠和可预测的。Immunity_H亚型具有更大的免疫细胞浸润和抗肿瘤免疫活性，以及比其他亚型更好的生存预后。除了免疫特征外，一些癌症相关途径在Immunity_H亚型中过度激活，包括细胞凋亡、钙信号传导、MAPK信号传导、PI3K-Akt信号传导和RAS信号传导。相比之下，Immunity_L表现出免疫特征的抑制和细胞周期、Hippo信号传导、DNA复制、错配修复、细胞粘附分子结合、剪接体、粘着连接功能、嘧啶代谢、糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定生物合成和RNA聚合酶途径的激活增加。此外，研究者们确定了一个围绕五个转录因子（TF）基因（CORO1A、STAT4、BCL11B、ZNF831和EOMES）的基因共表达亚网络，该亚网络在Immunity_H亚型中具有特异性意义，以及一个围绕两个TF基因（IRF8和SPI1）的亚网络，该亚网络是Immunity_L亚型的特征。基于免疫特征的TNBC亚型的识别可能对TNBC治疗具有潜在的临床意义[8]。

粒细胞集落刺激因子（G-CSF）通过下调肺中主要驻留巨噬细胞（TRMs）——肺泡巨噬细胞（AMs）中的免疫刺激性转录因子IRF8，损害了抗转移活性，从而促进了转移性乳腺癌的转移。G-CSF是一种关键的肿瘤相关因子（TAF），它作用于AMs，降低IRF8水平，促进转移。在乳腺癌和表达G-CSF的三阴性乳腺癌（TNBC）中，观察到IRF8下调的翻译相关性。CD68hiIRF8loG-CSFhi基因特征表明TNBC的预后较差。这些数据突出了AMs在G-CSF反应中的被忽视的促转移作用，并确定了IRF8缺乏的AMs对转移负担的贡献。AMs是局部新辅助G-CSF阻断的吸引目标，以恢复抗转移活性[9]。

综上所述，Irf8是一种重要的转录因子，在造血细胞发育、免疫调节和肿瘤免疫中发挥着关键作用。Irf8的表达和功能受到复杂的调控，其突变和表达缺失与多种疾病的发生和发展密切相关。Irf8的研究有助于深入理解免疫系统的发育和功能，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。