造血干细胞移植后适应性NKG2C+NK细胞重建调控及其对巨细胞病毒再活化的影响

Cytomegalovirus (CMV) reactivation increases the risk of transplant-related mortality post hematopoietic stem cell transplantation. Adaptive NKG2C+ NK cells can rapidly proliferate when in vivo CMV reactivation and control CMV reactivation; however, the mechanisms of regulating NKG2C+ NK cell reconstitution after transplantation are unclear. We found earlier that the rapid reconstitution of NK cell function after transplantation was associated with a decreased CMV reactivation post transplantation. Based on clinical cohort study, single cell sequencing and animal models, the aims of this study are to investigate the effect of donor NKG2C genotypes on NKG2C+ NK cell reconstitution and CMV reactivation after transplantation, to find the key pathways regulating donor NKG2C genotype-related NKG2C+ NK cells’ rapid reconstitution. Guided with the molecular pathways regulating donor NKG2C genotype-related NKG2C+ NK cells’ rapid reconstitution, we could build in vitro culture system to achieve rapid expansion of NKG2C+ NK cells. Finally, using the humanized CMV mouse model, we want to confirm the adoptive transfer of expanded NKG2C+ NK cells can promote the NK cells reconstitution and reduce the CMV reactivation after transplantation. Thus, the mechanism of NKG2C+ NK cell reconstitution after transplantation is clarified and the risk of CMV reactivation is reduced, laying a theoretical foundation for establishing a new method to promote NK cell reconstitution and guiding donor selection.

造血干细胞移植后巨细胞病毒（CMV）再活化率高，增加移植相关死亡风险。适应性NKG2C+NK细胞在体内CMV再活化时可以迅速扩增，可控制CMV再活化；但目前调控移植后NKG2C+NK细胞重建机制不清。我们前期发现，移植后NK细胞功能快速重建与CMV再活化率降低相关。本研究旨在以移植后NKG2C+NK细胞重建为主线，借助临床队列、转录组学、全基因组甲基化测序及动物模型，探讨供者NKG2C基因型对移植后NKG2C+NK细胞重建调控及对CMV再活化影响；找到与NKG2C基因型相关的NKG2C+NK细胞早期快速重建的关键通路；建立体外培养体系，实现NKG2C+NK细胞的快速扩增，借助人源化CMV小鼠模型，证实过继性回输NKG2C+NK细胞可促进NK重建并降低移植后CMV再活化；从而阐明移植后调控NKG2C+NK细胞重建的机制，降低CMV再活化的风险，为建立促进移植后NK细胞重建新方法奠定基础。

NK细胞是造血干细胞移植后最早重建的一群固有免疫细胞，在抗病毒和抗肿瘤过程中发挥重要作用。适应性NK细胞是一群以表达NKG2C为特点的，具有记忆样特征的NK细胞，可以特异性识别CMV肽段，迅速增殖发挥抗病毒作用。本研究通过体外实验、人源化HCMV感染小鼠模型、注册临床试验、基因编辑小鼠模型和小鼠MCMV感染模型，阐明了供者NKG2C基因型对移植物中NKG2C+细胞水平与allo-HSCT后NK 细胞重建有重要影响，NKG2C纯合型重建明显优于NKG2C缺失型，为异基因造血干细胞移植的供者选择提供指导。与此同时，我们的研究发现NKG2C基因型与移植后CMV再活化的相关，NKG2C纯合型其移植后难治复发CMV感染发生率显著低于杂合型和野生型，可能与NKG2C纯合型具有更迅速的适应性NK细胞重建。此外我们的研究发现，过继性回输NK细胞治疗移植后CMV感染的安全性较高，并且可以显著降低CMV病毒负荷及持续时间，为造血干细胞移植后CMV感染的防治提供指导。转录组学研究提示，纯合型NKG2C+NK细胞代谢旺盛，糖酵解相关通路活化程度高于杂合型，PGAM1基因可能在其中发挥着一定功能，条件性敲除PGAM1显著抑制小鼠Ly49H亚群的生成，并降低NK功能，提示代谢途径改变对适应性NK细胞生成和功能具有重要意义。总之，通过本项目的研究，可以为优化体外NK细胞扩增和推广NK细胞治疗奠定一定基础。