來一個關于B細胞重新編程為T細胞的精彩故事^_^且聽我慢慢講來[1] ……
目前已經有很多研究證明通過特定轉錄因子的表達可以將多能或多能細胞導向分化成特定類型的細胞或從一個譜系轉變為另一個譜系。比如Gata1的表達將單核細胞前體轉化為紅系-巨核細胞和嗜酸性粒細胞[2-4] ，Cebpα將B細胞轉化為巨噬細胞[5]; 刪除Pax5將B細胞轉化為未定型的造血祖細胞[6,7]; Gata3的表達將T淋巴細胞轉化為肥大細胞[8]; Cebp±和Spi1的表達將T淋巴細胞轉化為巨噬細胞和樹突狀細胞[9]，Bcl11b的缺失將T淋巴細胞轉化為自然殺傷樣細胞[10]。但是嘗試通過沉默B細胞關鍵的轉錄因子，將B轉換為T細胞只取得了有限的成功，因為無法在功能上重建整個T細胞譜系，并且在某些情況下，這種操作會增加癌化的風險[6,7,11,12]。但通過以往這些研究，總的來說造血細胞的命運是可以通過基因操作來改變的。
但是到底是哪些轉錄因子重點參與了細胞間的轉化呢？
15個轉錄因子的異常表達與B細胞重編程為T細胞相關
為了找到這些關鍵的轉錄因子，研究人員首先采用RNA-Seq鑒定了成熟完全定型的譜系細胞與Hematopoietic stem cells（HSC）和multipotent progenitors（MPP）中差異表達的轉錄因子。如果基因在HSC和MPP中的相對表達量比在譜系細胞中高2倍(P< 0.05)，則被指定為在HSC和MPP中差異表達的基因。研究人員篩選出15個在造血干祖細胞高表達的轉錄因子，它們在HSC和MPP中表達，但未在譜系定型的細胞中表達[圖1] ，研究人員推斷這些因子在Pro-pre-B細胞中過表達有可能改變該細胞類型的命運。
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候選基因初步篩選出來了！我們如何驗證這一推斷呢？
科學家們將15種轉錄因子中的每一種克隆到逆轉錄病毒表達載體中，調整成相同的感染滴度后，混合感染純化過的Pro-pre-B細胞[圖2a]，使感染的Pro-pre-B細胞表達GFP熒光蛋白（TFs），以感染表達GFP空載體的Pro-pre-B細胞為對照（Ctr）[圖2b] ，然后移植到清髓預處理的野生型受體小鼠[圖2d]。移植后四周，發現部分受體鼠胸腺中出現GFP標記的T淋巴細胞[圖2c]。對GFP+胸腺細胞的流式細胞分析顯示存在CD44+CD25-CD4-CD8- DN1、CD44+CD25+ DN2、CD44-CD25+ DN3和CD44-CD25- DN4的雙陰性胸腺細胞（DN），CD4+CD8+雙陽性胸腺細胞（DP），CD4+CD8-單陽性T淋巴細胞和CD8+CD4-單陽性T淋巴細胞（SP）[圖2e]。
說明這候選的15種轉錄因子中，存在具有調控B細胞向T細胞轉化作用的轉錄因子。可是這15種候選轉錄因子中的哪一種誘導B至T細胞轉化呢？
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Hoxb5的過表達將B細胞重編程為T細胞
為了找到15種候選轉錄因子中的哪一種誘導B至T細胞轉化，研究人員進一步縮小篩選范圍。將上述實驗中得到得到GFP+胸腺細胞進行單細胞PCR測序，結果發現，這些胸腺細胞大致可以分為這三類病毒來源：1.表達Hoxb5的逆轉錄病毒（retro-Hoxb5）；2.表達14轉錄因子但缺乏Hoxb5（14-TF）；3. 只表達GFP的對照的病毒。結果顯示，在所有retro-Hoxb5-pro-pre-B細胞受體小鼠（以下稱retro-Hoxb5小鼠）中，超過65％的胸腺有核細胞是Ter119-Mac1-CD19-GFP+，而在14-TF或pro-pre-B細胞轉移的小鼠中未檢測到[圖3a]。在移植后4周和8周時，能夠在retro-Hoxb5小鼠外周血（PB），脾和淋巴結（LN）中檢測到GFP+CD4+和GFP+CD8+成熟T細胞，隨后在PB中12周降低和消失[圖3b]。GFP+ T細胞包括TCRβ+和TCRγδ+細胞。
此外，研究者從15-TF小鼠中分選GFP+胸腺細胞進行單細胞測序,結果證明上述細胞在單細胞水平同時含有B細胞BCR的Ig重鏈V(D)J和T細胞TCRβ的V(D)J重組現象 [數據未展示] 。
這些數據表明，Hoxb5有可能是調控B細胞向T細胞轉化過程中起關鍵作用的轉錄因子。那么我們如何進一步確定這樣的結果呢？而且在上述的實驗中，Hoxb5的組成型表達是否有影響到T、B細胞的發育呢？
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為了排除這些影響，并驗證上述實驗結果。科研人員構建了一個關鍵的工具小鼠：Hoxb5LSL/+[圖4a]。利用這個小鼠與特異性的Cre小鼠交配，得到兩種組織特異性表達Hoxb5（并同時表達EGFP）的小鼠：1. Vav-Cre,Hoxb5LSL/+，造血細胞中特異性表達Hoxb5簡稱Vav-Hoxb5-GFP小鼠；2.CD19-Cre, Hoxb5LSL/+ ,B細胞中特異性表達Hoxb5簡稱CD19-Hoxb5-GFP小鼠。首先對這兩種小鼠進行基本的流式分析檢測，結果顯示：1. CD19-Hoxb5-GFP小鼠顯示出與來自同窩對照Hoxb5LSL/+相當的發育模式[圖4b、c] ；2.與Hoxb5LSL+對照小鼠相比Vav-Hoxb5-GFP小鼠中所有造血細胞，包括T淋巴細胞，小鼠的骨髓和胸腺中的ETP（early T cell progenitors）比例相當 [圖4f] 。胸腺中的DN和DP細胞[圖4d] ，以及PB，脾，LN和BM中的CD4+和CD8+ T淋巴細胞的比例也相當 [圖4e]。
這說明Hoxb5的組成型表達對B、T細胞發育影響都較小。
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B細胞特異性表達Hoxb5可以將B細胞重編程為T細胞
對CD19-Hoxb5-GFP小鼠進行分析發現，外周血中約90％的CD19+ B淋巴細胞表達GFP-Hoxb5，而PB中的CD3+ T淋巴細胞或Mac1+骨髓細胞不表達GFP[圖5a]。然而在小鼠4w、8w、12w的胸腺中卻能檢測到GFP+ T淋巴細胞 [圖5b] 。
在將CD19-Hoxb5-GFP小鼠BM分離的pro-pre-B細胞移植到經輻照預處理的野生型同品系受體小鼠中。移植后4周胸腺中>30％的T淋巴細胞為GFP+[圖5c]，脾臟中>10％的T淋巴細胞[圖5d]和LN中的>7％[圖5e]是GFP+。 這些結果表明Hoxb5特異性表達將B重編程為T細胞。
仿佛聽到Hoxb5在說：你現在雖然是B淋巴細胞，但是只要同時表達了我Hoxb5，不久后你就會變成T細胞哦！厲不厲害？