A20, encoded by Tnfaip3, is a ubiquitin editing enzyme, which is well-known to play a crucial role in NF-kB-mediated inflammatory response. I found that cDC1 population was significantly depleted in CD11c-specific A20 knockout (CD11c-cre x A20fl/f, A20-cKO) mice without affecting cDC2 population. Nevertheless, the A20-cKO mice showed strong anti-tumor immunity even in the absence of cDC1. A novel FceRIα+cDC2 population was found at a high frequency in cDC2 gate. Highly cytotoxic interferon-γ+(IFNγ+) CD11c+CD8 T cells were also largely emerged in the spleen of A20-cKO mice even at a steady state and detected at high frequency in the tumor-infiltrated lymphocytes of tumor bearing (TB) A20-cKO mice. The population of FceRIα+cDC2 detected in A20-cKO mice was very similar to the inflammatory-cDC2 previously reported in virus-infected mice in their surface phenotype, IRF8/IRF4 expression pattern and type 1-IFN-dependency. However, the FceRIα+cDC2 in A20-cKO mice were quite distinct from the inflammatory-cDC2 in the IFNα-associated gene expression patterns. In-vitro and in-vivo experiments demonstrated that FceRIα+cDC2 plays a key role in the generation of activated IFNγ+CD11c+CD8 T cells via cytokine-X (unknown) secreted from FceR1α+cDC2 cells when fully activated through CCR7-CCL19 and FceRIα-IgE signaling. FL-BMDC generated from A20-cKO mice was very effective when fully equipped in DC-based tumor immunotherapy in TB mice via induction of highly cytotoxic IFNγ+CD11c+CD8 T cells.
A20는 유비퀴틴 조절 효소로 NF-kB를 통한 염증반응에 중요하게 관여하는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구실에서 A20를 수지상세포의 표지인자인 CD11c-특이적으로 제거한 (CD11c-cre x A20fl/f, A20-cKO) 마우스에서 제1형 수지상 세포 (cDC1)의 결핍을 발견하였다. 이처럼 A20-cKO 마우스에서 cDC1이 결핍되었음에도 불구하고 이 마우스는 정상보다 강한 항암활성을 보였다. A20-cKO 마우스의 면역을 분석한 바 강력한 면역활성을 보인다고 보고된 CD11c+CD8 T 세포가 큰 폭으로 증가된 것이 관찰되었다. 본인은 A20-cKO 마우스에 결핍된 cDC1 대신 제2형 수지상세포 (cDC2)가 CD11c+CD8 T 세포의 분화 유도 및 활성화를 담당할 것이라는 가설을 세우고 A20-cKO 마우스 모델에서 정상마우스 cDC2와는 표현형 및 활성이 다른 cDC2를 발견하였다. 본 연구에서는 이러한 수지상세포의 특성을 규명하고 A20-cKO 마우스에서 과량 존재하는 고활성 CD11c+CD8 T 세포 생성과의 관련기전을 연구하였다. 첫 번째로, 정상 마우스의 경우 거의 나타나지 않는 CD11c+CD8 T 세포가 A20-cKO 마우스에서는 높은 비율로 존재하였고, 종양모델에서는 비장, 림프절, 종양 침윤 림프구에서도 증가를 관찰하였다. 그리고 A20-cKO 마우스에서 높은 비율로 존재하는 CD11c+CD8 T 세포는 감마 인터페론 양성 (IFNγ+) 세포로 이미 활성 상태임을 알 수 있었다. 두 번째로, A20-cKO 마우스와 정상 마우스 골수세포 이식연구를 통해 이러한 CD11c+CD8 T 세포는 T 세포의 내부 인자 (intrinsic factor)가 아닌 외부 요인에 의해 유도됨을 확인하였다. A20-cKO 마우스에서 cDC1이 결핍되어 있기 때문에 cDC2가 영향을 줄 것으로 생각하였다. A20-cKO 마우스의 cDC2를 조사한 바 IRF8을 높게 발현하고 IRF4를 낮게 발현하는 등 최근 바이러스감염 마우스에서 새롭게 보고된 염증성 수지상 세포 (inflammatory DC; inf-cDC2)와 비슷한 표현형을 보이는 Fcε RIα+cDC2가 생성되었다. 세 번째로, A20-cKO 마우스에 나타나는 FcεRIα+cDC2의 특성을 분석한 바 염증성 수지상 세포와 유사하게 제1형 인터페론에 의해 분화가 유도되었다. 그러나 일부 유전자 발현 pattern과 유도기작을 비교했을 때 보고된 inf-DC과 차이를 보여 A20-cKO 마우스에서 새롭게 관찰되는 cDC2 수지상 세포는 기존에 보고된 염증성 수지상세포 (inf-cDC2)와는 다른 수지상 세포 (iDC2LCs)인 것으로 보인다. 마지막으로, A20-cKO 마우스의 cDC2에 의한 CD11c+CD8 T 세포의 유도 활성 기전을 조사하였다. A20-cKO 마우스에는 IgE가 매우 높게 존재하였고, A20-cKO 마우스의 cDC2에는 IgE에 대한 수용체 (FcεRIa, MAR-1)와 케모카인 수용체 중 하나인 CCR7이 매우 높이 발현되어 있었다. 이에 FcεRIa와 CCR7에 대한 자극을 전달하여 T 세포와 공배양 하였을 때 IFNg hiCD11c+CD8 T cell이 유도됨을 확인하였다. 이러한 결과를 종합하면, A20-cKO 마우스에는 염증성 수지상 세포와 유사한 cDC2가 생성되고 이로 인해 강력한 면역활성을 가진 CD11c+CD8 T cell이 생성되어 cDC1이 없어도 정상 마우스보다 강력한 항암면역을 나타낸다. 본 연구를 통해 A20-cKO 마우스에서 이제까지 보고된 바 없는 새로운 염증성 cDC2를 발견하였으며 이를 통해 이제까지 밝혀지지 않았던 CD11c+CD8 T cell의 생성 및 유도기전을 새롭게 규명하였다.