树突状细胞（Dendritic cell, DC）是机体最重要的抗原呈递细胞，能够递呈抗原激活初始T淋巴细胞启动适应性免疫，是连接固有免疫与适应性免疫的桥梁。根据发育谱系和功能特征，树突状细胞主要分为两大类群：常规树突状细胞（conventional DC, cDC）和浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid DC, pDC）。其中，常规树突状细胞可进一步划分为XCR1⁺ cDC1和CD172a⁺ cDC2亚群——cDC1专职通过交叉抗原递呈激活细胞毒性CD8⁺ T细胞； cDC2则负责激活辅助性CD4⁺ T细胞，参与Th2和Th17型免疫应答。不同于常规树突状细胞，pDC主要产生I型干扰素发挥抗病毒作用，其抗原呈递能力相对较弱。随着高维流式细胞术和单细胞测序技术的突破性发展，多种新的树突状细胞群体被鉴定，包括单核细胞样群体（monocyte-like DC）、pDC样群体（pDC-like cell）、过渡态DC（tDC）以及富含免疫调节分子的成熟DC（mregDC）等，这些新发现对于传统的DC分类框架提出了挑战。

如何将这些新鉴定的树突状细胞群体整合至现有分类体系，已成为领域内亟待解决的科学问题，其中两个关键焦点在于：① 单核细胞样树突状群体的性质；② pDC-like细胞的属性。Florent Ginhoux 和刘兆远团队的早期研究揭示DC3作为单核细胞样树突状群体，其发育轨迹起源于Ly6C⁺单核-树突细胞前体（Ly6C⁺ MDP）和特定的pro-DC3阶段¹。然而 “pDC-like”细胞的性质仍有待阐明：部分研究认为它们代表树突状细胞的前体状态^2,3，而另一些证据则支持其作为独立谱系存在^4,5，解答这一问题仍需更深入的机制研究。

为明确具有"pDC-like"表型的树突状细胞群体，研究人员首先采用整合分析策略，系统整合了骨髓、外周血和脾脏来源的树突状细胞单细胞转录组数据集，从而涵盖了从造血前体细胞、树突状细胞前体到成熟树突状细胞的完整发育轨迹及其谱系亚群。通过分析pDC特征基因的表达，研究人员发现DC2前体细胞（pre-DC2）表达包括Siglech、Bst2、Tcf4在内的pDC特征基因，提示pre-DC2可能包含了“pDC-like”细胞群体。然而，这些基因表达上的重叠对清晰区分pre-DC2和pDC造成困难。

为有效区分这两群细胞，研究者对它们进行了差异表达基因分析。在筛选出的所有差异基因中，转录因子基因Klf4在骨髓、外周血和脾脏的cDC中高表达，而在pDC中不表达，提示其可作为区分cDC与pDC的潜在标志物。随后，研究人员构建了能够指征Klf4表达并对其进行标记的Klf4^EGFP-CreERT2报告基因小鼠模型，并证实该模型可以特异性标记cDC，而不标记pDC，确立了KLF4作为区分cDC与pDC的可靠分子标志，为后续研究cDC分类和发育提供了一个关键工具，有效排除了pDC的干扰。

在随后的研究中，研究人员使用Klf4-EGFP的表达排除pDC干扰后，发现pre-DC2包含两个亚群：CD115⁺ pre-DC2和 Siglec-H⁺ pre-DC2。通过体外定向分化培养和体内过继回输实验，研究团队揭示了这两个亚群的分化轨迹：CD115⁺ pre-DC2来源于CD115⁺共同树突状细胞前体（CDP），最终分化为CD11b⁺CD7^lo DC2B亚群；而Siglec-H⁺ pre-DC2则起源于CD115^-IL7R^-前体细胞，最终发育为CD11b^loCD7⁺ DC2A亚群。值得注意的是，Siglec-H⁺ pre-DC2表现出与既往研究中"pDC-like"细胞及过渡态DC（tDC）高度相似的特征，流式分析显示三者存在显著重叠，证实了这些"pDC-like"细胞是DC2亚群的前体细胞。这一发现为不同研究中的结果提供了统一解释框架，对于深入理解树突状细胞谱系分化的复杂性与异质性具有重要意义。

图一：Pre-DC2包含CD115⁺ pre-DC2和 Siglec-H⁺ pre-DC2

随后，为了阐明DC2两条发育路径的转录调控机制，研究人员采用了生物信息学分析策略：首先通过单细胞调控网络推断和聚类（SCENIC）分析揭示各亚群特异的转录调控程序，继而利用CellOracle算法模拟关键转录因子扰动对细胞命运的影响。研究发现KLF4和TCF4分别作为核心调控因子，特异性调控CD115⁺ pre-DC2和Siglec-H⁺ pre-DC2的分化进程。这一预测通过条件性基因敲除小鼠模型得到实验验证：KLF4 缺失导致CD115⁺ pre-DC2的大量减少；TCF4的缺失则导致Siglec-H⁺ pre-DC2数量的急剧下降。最后，研究人员比较了两种不同前体细胞在功能上的差异。结果显示CD115⁺ pre-DC2表现出较强的抗原递呈能力；而 Siglec-H⁺ pre-DC2则在CpG的刺激下分泌大量IFN-α（呈现类似pDC的分泌特征），同时具有一定的抗原递呈能力。这一发现为pDC的微弱抗原递呈功能提供了可能的解释：pDC群体中观察到的微弱抗原呈递能力，可能源于其中混杂的Siglec-H⁺ pre-DC2细胞。

本研究结合课题组前期DC3的工作和当前对DC2亚群的深入解析，细化了单核吞噬细胞系统分类与发育框架。在发育上：粒细胞-单核细胞前体（GMP）分化产生单核细胞；共同淋巴样前体（CLP）通过TCF4依赖途径产生pDC；而在树突状细胞发育谱系中，DC1具有独立于其他谱系的清晰发育路径；来自Ly6C⁺ MDP的DC3表现出类似单核细胞的表型；而DC2则由受KLF4和TCF4调控的2条不同发育路径产生。这一整合性框架为解析生理和病理条件下单核吞噬系统异质性的细胞来源提供了重要理论基础。同时，这项研究对树突状细胞（DC）亚群发育与功能的深度解析，为未来免疫相关疾病的精准诊疗提供了重要的理论基石，具有较好的临床转化潜力。

图二：小鼠树突状细胞发育谱系

上海市免疫学研究所刘兆远课题组博士研究生朱忆文为论文第一作者，刘兆远研究员和Florent Ginhoux教授为该论文的共同通讯作者。该工作得到了上海交通大学医学院上海市免疫学研究所苏冰教授、苏州系统医学研究所李子逸研究员等的大力支持。该研究得到了国家自然科学基金、上海市青年科技启明星项目、上海交通大学科技创新专项资金和“2030”计划等项目资助，以及上海市免疫学研究所流式、成像、测序平台和上海交通大学医学院基础医学院公共技术平台和实验动物平台的技术支持。感谢上海市免疫学研究所行政管理办公室在实验动物转移协议、稿件整理和对外交流等各方面的协助。

[ 参考文献 ]

1、 Liu, Z. et al. Dendritic cell type 3 arises from Ly6C(+) monocyte-dendritic cell progenitors. Immunity 56, 1761-1777.e1766, doi:10.1016/j.immuni.2023.07.001 (2023).

2、Rodrigues, P. F. et al. pDC-like cells are pre-DC2 and require KLF4 to control homeostatic CD4 T cells. Sci Immunol 8, eadd4132, doi:10.1126/sciimmunol.add4132 (2023).

3、Rodrigues, P. F. et al. Distinct progenitor lineages contribute to the heterogeneity of plasmacytoid dendritic cells. Nature immunology, doi:10.1038/s41590-018-0136-9 (2018).

4、Sulczewski, F. B. et al. Transitional dendritic cells are distinct from conventional DC2 precursors and mediate proinflammatory antiviral responses. Nature immunology 24, 1265-1280, doi:10.1038/s41590-023-01545-7 (2023).

5、Leylek, R. et al. Integrated Cross-Species Analysis Identifies a Conserved Transitional Dendritic Cell Population. Cell reports 29, 3736-3750 e3738, doi:10.1016/j.celrep.2019.11.042 (2019).