mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-IAR-16899mimmun-3091Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSИзучение возрастной динамики и транскрипционных сигнатур CD8+HLA-DR+ регуляторных Т-лимфоцитов: перспективы в понимании старения иммунной системыInvestigating age-related dynamics and transcriptional signatures of CD8+HLA-DR+ regulatory T lymphocytes: perspectives in understanding immune system agingМатвееваК. С.MatveevaK. S.

Студент магистратуры направления «Иммунобиология и биомедицина».

Федеральная территория «Сириус», Краснодасркий край

Master’s Student of Immunobiology and Biomedicine Department, Sirius University of Science and Technology.

Sirius Federal Territory, Krasnodar Region

РыбцовС. А.RybtsovS. A.

К.б.н., руководитель ресурсного центра клеточных технологий и иммунологии.

Федеральная территория «Сириус», Краснодасркий край

PhD (Biology), Head, Cell Technology and Immunology Resource Center, Sirius University of Science and Technology

Sirius Federal Territory, Krasnodar Region

ШевыревД. В.ShevyrevD. V.

Шевырев Даниил Вадимович – к.м.н., научный сотрудник ресурсного центра клеточных технологий и иммунологии.

354340, Краснодарский край, федеральная территория «Сириус», Олимпийский пр., 1

Тел.: 8 (923) 134-55-05

Daniil V. Shevyrev - PhD (Medicine), Research Associate, Cell Technology and Immunology Resource Center, Sirius University of Science and Technology.

1 Olympic Ave Sirius Federal Territory, Krasnodar Region 354340

Phone: +7 (923) 134-55-05

dr.daniil25@mail.ruАНОО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»РоссияSirius University of Science and TechnologyRussian Federation202421092024265927932Copyright © Матвеева К.С., Рыбцов С.А., Шевырев Д.В., 20242024Матвеева К.С., Рыбцов С.А., Шевырев Д.В.Matveeva K.S., Rybtsov S.A., Shevyrev D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/3091

Способность популяции CD8+HLA-DR+Т-лимфоцитов к регуляции иммунного ответа впервые была описана несколько лет назад. Известно, что супрессорные эффекты клеток данной популяции зависят от межклеточного контакта и опосредованы экспрессией молекул-ингибиторов контрольных точек, таких как CTLA-4, TIM-3, PD-1 и LAG-3. Также популяция CD8+HLA-DR+ регуляторных Т-клеток имеет ряд свойств, объединяющих данную субпопуляцию с конвенциональными CD4+ регуляторными Т-лимфоцитоами. Тем не менее, характер и функция данной субпопуляции до сих пор остаются слабо изученными. Кроме того, исследование свойств CD8+HLA-DR+ регуляторных Т-клеток становится актуальным в контексте общих изменений иммунной системы человека, ассоциированных с возрастом, и более высокой чувствительности CD8+ T-лимфоцитов к этим изменениям. Таким образом, целью данной работы стало изучение возрастной динамики и поиск транскрипционных сигнатур субпопуляции CD8+HLA-DR+ регуляторных Т-клеток. Для этого был проведен цитометрический анализ мононуклеарных клеток периферической крови 18 доноров от 21 до 85 лет. Поиск сигнатур был осуществлен при помощи биоинформатического анализа открытых данных РНК секвенирования одиночных клеток. Было обнаружено, что популяция CD8+HLA-DR+ регуляторных Т-клеток накапливается с возрастом. Транскрипционные сигнатуры данной популяции представляют собой гены, вовлеченные в антигенную презентацию и цитотоксичность, совместно с понижением экспрессии генов транскрипционного комплекса белка-активатора 1. Исходя из этих данных можно предположить механизмы супрессорной функции CD8+HLA-DR+ регуляторных Т-лимфоцитов, ассоциированные со способностью данных клеток презентировать антигены и осуществлять цитотоксическое действие в отношении эффекторных Т-лимфоцитов. Накопление клеток исследуемой популяции может подразумевать потенциальное влияние CD8+HLA-DR+ регуляторных Т-лимфоцитов на эффективность адаптивных иммунных реакций в процессе старения. Дальнейшие исследования данной популяции могут помочь лучше понять ее роль в возрастных изменениях иммунной системы и разработать стратегии для улучшения иммунного ответа у пожилых людей.

The ability of the CD8+HLA-DR+ regulatory T lymphocytes population to regulate the immune response was first described several years ago. It is known that the suppressive effects of these cells depend on intercellular interactions and are mediated by the expression of checkpoint inhibitor molecules such as CTLA-4, TIM-3, PD-1 and LAG-3. The CD8+HLA-DR+ regulatory T cells also share some properties with conventional CD4+ regulatory T lymphocytes. Nevertheless, the characteristics and function of this subpopulation remain poorly understood. Furthermore, studying the properties of CD8+HLA-DR+ regulatory T cells becomes relevant in the light of general age-associated changes in the human immune system and the increased sensitivity of CD8+T lymphocytes to these changes. Therefore, the aim of this study was to investigate the age dynamics and search for transcriptional signatures of the CD8+HLA-DR+ regulatory T cells. For this purpose, flow cytometric analysis of peripheral blood mononuclear cells from 18 donors aged 21 to 85 years was performed. Bioinformatic analysis of single-cell RNA sequencing data was carried out to search for signatures. It was found that CD8+HLA-DR+ regulatory T cells accumulate with age. The transcriptional signatures of this population consist of genes involved in antigen presentation and cytotoxicity, along with a decrease in the expression of genes encoding proteins of activating protein 1 complex. These data suggest mechanisms of suppressor function of CD8+HLA-DR+ regulatory T lymphocytes associated with the ability of these cells to present antigens and perform cytotoxic activity against effector T lymphocytes. The accumulation of the studied cells may imply a potential influence of CD8+HLA-DR+ regulatory T lymphocytes on the efficiency of adaptive immune response in the aging. Further studies of this population may provide insights into its role in age-related changes in the immune system and develop strategies to improve the immune response in the elderly.

Т-лимфоцитыCD8+HLA-DR+Tregстарениетранскриптомикасигнатурысеквенирование РНК одиночных клетокТ lymphocytesCD8+HLA-DR+Tregagingtranscriptomicssignaturessingle cell RNA seqРабота была выполнена при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) №23-15-00443.ReferencesArruvito L., Payaslián F., Baz P., Podhorzer A., Billordo A., Pandolfi J., Semeniuk G., Arribalzaga E., Fainboim L. Identification and Clinical Relevance of Naturally Occurring Human CD8+HLA-DR+ Regulatory T Cells. J. Immun., 2014, Vol. 193, no. 9, pp. 4469-4476.Arruvito L., Payaslián F., Baz P., Podhorzer A., Billordo A., Pandolfi J., Semeniuk G., Arribalzaga E., Fainboim L. Identification and Clinical Relevance of Naturally Occurring Human CD8+HLA-DR+ Regulatory T Cells. J. Immun., 2014, Vol. 193, no. 9, pp. 4469-4476.Katagiri T., Kameda H., Nakano H., Yamazaki S. Regulation of T cell differentiation by the AP-1 transcription factor JunB. Immunol. Med., 2021, Vol. 44, no. 3, pp. 197-203.Katagiri T., Kameda H., Nakano H., Yamazaki S. Regulation of T cell differentiation by the AP-1 transcription factor JunB. Immunol. Med., 2021, Vol. 44, no. 3, pp. 197-203.Machicote A., Belén S., Baz P., Billordo L.A., Fainboim L. Human CD8+HLA-DR+ Regulatory T Cells, Similarly to Classical CD4+Foxp3+ Cells, Suppress Immune Responses via PD-1/PD-L1 Axis. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 2788. doi: 10.3389/fimmu.2018.02788.Machicote A., Belén S., Baz P., Billordo L.A., Fainboim L. Human CD8+HLA-DR+ Regulatory T Cells, Similarly to Classical CD4+Foxp3+ Cells, Suppress Immune Responses via PD-1/PD-L1 Axis. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 2788. doi: 10.3389/fimmu.2018.02788.Shevyrev D., Tereshchenko V. Treg Heterogeneity, Function, and Homeostasis. Front. Immunol., 2020, Vol. 10, 3100. doi: 10.3389/fimmu.2019.03100.Shevyrev D., Tereshchenko V. Treg Heterogeneity, Function, and Homeostasis. Front. Immunol., 2020, Vol. 10, 3100. doi: 10.3389/fimmu.2019.03100.Simone R., Zicca A., Saverino D. The frequency of regulatory CD3+CD8+CD28-CD25+ T lymphocytes in human peripheral blood increases with age. J. Leukoc. Biol., 2008, Vol. 84, no. 6, pp. 1454-1461.Simone R., Zicca A., Saverino D. The frequency of regulatory CD3+CD8+CD28-CD25+ T lymphocytes in human peripheral blood increases with age. J. Leukoc. Biol., 2008, Vol. 84, no. 6, pp. 1454-1461.Whiting C.C., Siebert J., Newman A.M., Du H., Alizadeh A.A., Goronzy J., Weyand C.M., Krishnan E., Fathman C.G., Maecker H.T. Large-Scale and Comprehensive Immune Profiling and Functional Analysis of Normal Human Aging. PLOS One, 2015, Vol. 10, no. 7, e0133627. doi: 10.1371/journal.pone.0133627.Whiting C.C., Siebert J., Newman A.M., Du H., Alizadeh A.A., Goronzy J., Weyand C.M., Krishnan E., Fathman C.G., Maecker H.T. Large-Scale and Comprehensive Immune Profiling and Functional Analysis of Normal Human Aging. PLOS One, 2015, Vol. 10, no. 7, e0133627. doi: 10.1371/journal.pone.0133627.Wolf F.A., Angerer P., Theis F.J. SCANPY: Large-scale single-cell gene expression data analysis. Genome Biol., 2018, Vol. 19, no. 1, 15. doi: 10.1186/s13059-017-1382-0.Wolf F.A., Angerer P., Theis F.J. SCANPY: Large-scale single-cell gene expression data analysis. Genome Biol., 2018, Vol. 19, no. 1, 15. doi: 10.1186/s13059-017-1382-0.Yani S.L., Keller M., Melzer F.L., Weinberger B., Pangrazzi L., Sopper S., Trieb K., Lobina M., Orrù V., Fiorillo E., Cucca F., Grubeck-Loebenstein B. CD8+HLADR+ Regulatory T Cells Change With Aging: They Increase in Number, but Lose Checkpoint Inhibitory Molecules and Suppressive Function. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 1201. doi: 10.3389/fimmu.2018.01201.Yani S.L., Keller M., Melzer F.L., Weinberger B., Pangrazzi L., Sopper S., Trieb K., Lobina M., Orrù V., Fiorillo E., Cucca F., Grubeck-Loebenstein B. CD8+HLADR+ Regulatory T Cells Change With Aging: They Increase in Number, but Lose Checkpoint Inhibitory Molecules and Suppressive Function. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 1201. doi: 10.3389/fimmu.2018.01201.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.