近日，中国科学院微生物所王硕团队在黏膜固有淋巴细胞谱系分化研究方面取得进展，相关研究成果以“Epigenetic imprinting ｉｎ innate lymphoid cell precursors directs the lineage segregation of innate lymphoid cells”为题发表在Nature Immunology上。该研究系统揭示了固有淋巴细胞前体细胞（ILCPs）的表观遗传印记在决定细胞谱系分化中的重要作用，为进一步理解黏膜免疫细胞发育中的表观遗传调控提供了新见解。
固有淋巴细胞（ILCs）是黏膜组织中的重要淋巴细胞亚群，在黏膜稳态维持中发挥重要作用，然而其谱系分化的表观遗传调控机制尚不清楚。为了研究ILCPs的异质性以及ILCPs向ILC各亚类细胞分化过程中的转录组和表观遗传修饰的改变，研究团队同时绘制了ILC各亚群及ILCPs的单细胞DNA甲基化、染色质可及性和转录组图谱，发现ILCPs可分为两个亚群（ILCP1和ILCP2）。ILCP2s呈现高度异质的DNA甲基化特征，并可依据其DNA甲基化特性进一步分为三类（ILCP2-ILC1、ILCP2-ILC2和ILCP2-ILC3），这些ILCP2亚群的DNA甲基化特征与其分化的ILC亚群相对应。研究团队鉴定了各ILCP2亚群的标志性甲基化区域（signature methylation regions, SMRs），并在ILCPs分化过程中对SMRs的DNA甲基化印记进行了谱系示踪。研究发现，携带与特定ILC亚群相对应低甲基化SMRs的ILCP2s能够特异的分化为相应的ILC亚群。对SMRs进行DNA甲基化编辑会抑制ILCs的谱系分化，且在ILCPs中敲除DNA甲基化酶Dnmt1会破坏SMRs的异质性分布并导致ILC分化缺陷。上述结果表明，表观遗传印记在ILCPs发育分化过程中驱动了谱系定向分化方向。
图1. ILC各亚群及ILCPs的单细胞多组学图谱与DNA甲基化印记示踪
中国科学院微生物研究所博士研究生刘臻、特别研究助理邵菲、厦门大学博士后张强为本文共同第一作者，微生物所王硕研究员为本文通讯作者。本研究得到了中国农业大学高帅教授、北京大学夏朋延研究员和中国科学院生物物理研究所张珠强研究员的支持与帮助。研究得到了国家重点研发计划、北京市自然科学基金和中国科学院基础前沿科学研究计划等项目的支持。
论文链接： https://www.nature.com/articles/s41590-025-02261-0
