Sci Immunol：中国学者揭示CLNS1A 通过PRMT5调控CD4 T细胞周期，为自身免疫病治疗提供新靶点

亮点

• 通过体内shRNA筛选，首次鉴定了氯离子核苷酸敏感通道蛋白1A（CLNS1A）作为促发病性T辅助17细胞（pTH17）功能和自身免疫的关键调控因子。

• CLNS1A通过与蛋白精氨酸甲基转移酶5（PRMT5）相互作用，调控DNA修复、复制及细胞周期相关基因的表达，维持CD4 T细胞的基因组稳定性和增殖能力。

• T细胞特异性敲除CLNS1A或其功能失活显著抑制实验性自身免疫脑脊髓炎（EAE）及炎症性肠病（IBD），显示其在自身免疫疾病中的潜在治疗价值。

研究概述

6月20日，中国学者在Science Immunology杂志上发表了一篇研究，系统阐述了CLNS1A在调控CD4 T细胞功能以及自身免疫病理中的新角色。研究利用前瞻性遗传筛选策略，结合CRISPR-Cas9基因编辑技术，全面揭示了CLNS1A如何通过合作PRMT5调节细胞周期和基因组稳定性，从而影响CD4 T细胞的增殖与致病能力。该研究不仅丰富了免疫细胞内离子通道及表观遗传调控的机制认知，也为自身免疫病新颖靶点的开发提供了理论基础。

研究背景

T辅助17（TH17）细胞作为CD4 T细胞亚群的重要成员，在维持粘膜屏障稳态和防御病原微生物中发挥双重作用。然而，其中的促发病性TH17细胞（pTH17）则与多发性硬化（MS）、炎症性肠病（IBD）、类风湿性关节炎及银屑病等慢性自身免疫炎症密切相关。由于对pTH17细胞生成和功能的分子机制了解有限，现有针对其的治疗策略效果局限。此类细胞的活化和扩增涉及复杂的信号转导、转录调控和离子通道功能，然而调节这些过程的具体膜蛋白及其分子机制尚不明晰。

氯离子通道及其调节蛋白是细胞离子稳态和体积调控的关键，先前研究发现ICT家族成员介导T细胞发育与功能，但系统鉴定仍缺乏。CLNS1A作为一个氯离子核苷酸敏感通道蛋白，既是小核核糖核蛋白（snRNP）生成的重要组分，也是PRMT5的伴侣蛋白，参与蛋白精氨酸对称二甲基化和表观遗传调控，在肿瘤细胞有一定研究，但其在免疫细胞中的功能和在自身免疫疾病中的作用尚未揭示。

研究方法

本研究采用了包括体内shRNA基因干扰筛选、小鼠EAE及IBD疾病模型、CRISPR-Cas9介导的基因敲除技术、细胞免疫学分析、RNA测序、ATAC-seq、CUT&RUN染色质结合分析、细胞周期及DNA损伤检测、免疫电泳、免疫共沉淀和细胞膜电流测定等多种现代分子与细胞生物学技术，系统地探讨了CLNS1A在CD4 T细胞及其亚群中的表达调控与功能机制。

研究结果

1. CLNS1A被shRNA体内筛选鉴定为调控促发病性TH17细胞的关键因子

研究者建立了覆盖223个已知或潜在离子通道及其调控蛋白的定制shRNA文库，转导Myelin特异性TCR的2D2 CD4 T细胞，随后将其移植至免疫缺陷小鼠诱导EAE。筛选结果显示，共有59个基因的shRNA导致T细胞在中枢神经系统（CNS）明显耗竭，说明其对自身免疫T细胞功能必不可少。其中，Clns1a基因表达显著上调，shRNA敲除Clns1a几乎完全消减了2D2 T细胞在CNS的积累。

2. Clns1a基因特异性删除降低自身免疫疾病发病

利用CRISPR-Cas9和shRNA对2D2 CD4 T细胞中Clns1a进行敲除后分化为pTH17细胞，显著减轻了移植动物的EAE症状，减少了神经系统内的T细胞及炎症细胞浸润。类似地，敲除Clns1a的HH7-2 CD4 T细胞在细菌驱动的IBD模型中也表现出显著保护作用，表现为肠道炎症减轻和炎症细胞数量下降。此外，构建了Clns1a荧光素酶Fl/fl CD4-Cre小鼠，发现其T细胞发育基本正常，但外周CD4和CD8 T细胞数量减少，且EAE发病明显减轻。

3. CLNS1A调控CD4 T细胞的增殖、生存和多向分化能力

激活状态下，CLNS1A蛋白在CD4 T细胞中大幅上调。Clns1a缺失导致pTH17及其它TH细胞亚群（TH1、TH2、npTH17、iTreg）增殖受阻，伴随细胞周期阻滞和凋亡率上升。细胞激活早期标志物CD44、CD69几乎不受影响，但重要活化受体CD25表达显著下降。体外偏向分化实验显示，CLNS1A缺失细胞的RORγt、IL-17A、T-bet、IFN-γ、GATA3、IL-13及FOXP3表达均降低。体内流感感染模型显示Clns1a缺失的CD4 T细胞TFH和GC B细胞响应受到抑制。

4. CLNS1A不影响预mRNA剪接或体积调节阴离子通道（VRAC）功能

考虑到CLNS1A在snRNP组装中的已知作用，研究检测了Sm蛋白、snRNA水平以及利用rMATS分析了剪接可变性，结果未见显著差异。电生理检测表明，Clns1a缺失并不影响CD4 T细胞VRAC电流特性，且CLNS1A蛋白主要分布于细胞核，而非质膜，暗示CLNS1A的主要作用非在膜电导调节。

5. CLNS1A调控参与DNA修复、复制及细胞周期的基因表达

RNA-seq检测Clns1a敲除pTH17细胞重新激活后mRNA表达，发现差异基因数量随激活时间延长大幅增加，包括大量DNA修复、复制及细胞周期相关基因显著下调，TH17细胞特异表达基因簇也下降。上游转录因子分析显示细胞周期正调控因子（E2F、MYC等）活性显著减弱，而p53及CDKN2A等负调控因子上升。敲除p53无法逆转Clns1a敲除引起的增殖障碍，表明CLNS1A调控网络复杂。

6. 缺失CLNS1A导致细胞周期停滞和DNA修复障碍

CLNS1A缺失细胞中，Ki67阳性细胞（增殖标志）显著减少，细胞周期停滞于G0-G1期，S期细胞比例下降。通过彗星实验检测DNA双链断裂修复，Clns1a敲除细胞修复能力受损，γH2AX检测显示DNA损伤累积，支持CLNS1A在维持基因组稳定性中的关键作用。

7. CLNS1A通过与PRMT5相互作用发挥功能

CLNS1A与PRMT5相结合介导组蛋白对称二甲基化。PRMT5在激活CD4 T细胞中高表达， pharmacologic抑制其活性或遗传敲减均导致TH17细胞功能障碍和EAE减轻，效应极似CLNS1A。CLNS1A的C端PRMT5结合区域删除突变失去与PRMT5相互作用能力，且不能恢复Clns1a缺失T细胞的增殖缺陷，也不能诱导EAE发病，证明两者相互依赖。

8. CLNS1A与PRMT5在细胞核共定位，结合于调控DNA修复和细胞周期基因的启动子

细胞分馏和免疫共沉淀表明CLNS1A-PRMT5复合体存在于染色质中。两者缺失均显著降低组蛋白H4R3对称二甲基化水平（H4R3me2s）。ATAC-seq显示Clns1a缺失未致广泛染色质开放性改变，提示其作用不通过改变染色质可接近性。CUT&RUN实验发现CLNS1A和PRMT5结合位点主要位于基因启动子区域，特别是DNA修复、复制及细胞周期相关基因，如Ung、Bard1和Lig1。

研究价值与意义

本研究开创性地揭示了离子通道调控蛋白CLNS1A在CD4 T细胞免疫调节中的核心功能，解答了其传统认识中作为电离子通道调节因子和mRNA剪接组装介质外的未知表观遗传功能。CLNS1A通过与PRMT5的协同作用，确保T细胞快速增殖过程中基因组稳定性和细胞周期正常进行，进而支持T细胞在炎症和自身免疫中的致病作用。

鉴于CLNS1A在MS及IBD等自身免疫疾病小鼠模型中的关键致病作用，其在人类免疫细胞中高表达表明了高度的临床相关性。值得注意的是，现有针对PRMT5的抑制剂正在多种癌症临床试验中，可为靶向CLNS1A-PRMT5复合物提供潜在转化治疗路径。未来，通过阻断CLNS1A-PRMT5相互作用或直接抑制CLNS1A功能，有望开发出新的免疫调节剂，既增强治疗自身免疫病的效果，也降低免疫治疗副作用。

梅斯编辑点评

CLNS1A作为连接细胞增殖、DNA修复与转录调控的关键分子，其在T细胞免疫中的作用之前鲜有报道。本文系统揭示CLNS1A通过核内复合物形式参与基因调控，为理解T细胞功能和自身免疫的分子机制提供了突破口。随着肿瘤免疫和自身免疫治疗的快速发展，探索细胞周期及基因组稳定性调控新靶点极具意义。后续研究可以进一步聚焦CLNS1A在不同T细胞亚群、不同炎症微环境及人类疾病中的表达谱与功能，并开发专一性靶向剂，考察其临床潜力。此外，是否存在CLNS1A在调节免疫耐受和慢性炎症中的双向作用，也是未来值得探讨的问题。

原始出处

Wang L, Noyer L, Jishage M, Wang Y-H, Tao AY, McDermott M, et al. CLNS1A regulates genome stability and cell cycle progression to control CD4 T cell function and autoimmunity. Sci Immunol. 2025 Jun 20;10(eadq8860).