IF=15.3 | 西安交通大学团队发现Bap1调控eTreg分化与铁死亡的新机制

2026年8月，西安交通大学张保军、张义磊、焦安君和雷蕾团队在Cell Death & Differentiation发表研究。该研究发现，组蛋白H2A去泛素化酶Bap1是调控eTreg细胞命运的重要表观-代谢因子：在分化阶段，Bap1通过调控H2AK119去泛素化及相关代谢通路，促进eTreg形成；在维持阶段，则通过抗氧化和脂质代谢机制帮助eTreg抵抗铁死亡、维持细胞存活。更进一步，在肿瘤模型中，急性敲除Bap1能够减少肿瘤内eTreg并增强抗肿瘤免疫，提示Bap1可能成为连接eTreg细胞命运与肿瘤免疫调控的重要节点。

研究团队先整合3套Treg转录组并结合shRNA敲低锁定Bap1；再用Treg特异性/诱导型敲除小鼠和体外rTreg→eTreg体系明确其功能；随后结合RNA-seq、H2AK119ub CUT&Tag、脂质组学及回补实验解析机制；最后在MC38结肠癌移植瘤中验证抗肿瘤效应。

研究团队整合3套独立Treg转录组数据，筛出综合排名靠前的Usp3、Bap1与Usp7三个H2A去泛素化酶。体外shRNA敲低实验显示，Bap1敲低引起的H2AK119ub升高和ICOS+细胞减少最为显著，由此锁定Bap1。

Treg特异性Bap1敲除小鼠的Treg总量未变，但eTreg群体急剧减少，雌性杂合嵌合模型证实该缺陷是细胞内在的。Bap1缺失Treg的效应分子表达下调、IL-10分泌减少、体外抑制功能受损。小鼠从4周龄起出现多器官炎症与T细胞过度活化，最终发展为致死性自身免疫综合征。

图1 多库筛选锁定Bap1；Treg特异性敲除Bap1导致eTreg群体丢失与多器官自身免疫

利用他莫昔芬诱导型敲除小鼠，研究团队将eTreg减少拆解为两个阶段：分化早期（48小时），Bap1缺失即导致ICOS表达显著降低，表明分化受阻；96小时后，已分化的eTreg死亡明显增多。系统测试多种细胞死亡抑制剂，仅铁死亡抑制剂Fer-1能挽救，铁死亡诱导剂RSL3则加速死亡。Bap1缺失eTreg的脂质过氧化、细胞内铁与活性氧水平均显著升高，证实Bap1在维持期保护eTreg抵抗铁死亡。

图2 Bap1双重调控eTreg分化与铁死亡抵抗

RNA-seq显示Bap1缺失后大量基因下调，GSEA富集指向IL2-STAT5、mTORC1与OXPHOS三条通路，流式证实p-STAT5与p-S6水平下降，线粒体质量与膜电位降低。回补实验表明，过表达Stat5b或以SC79激活mTORC1均可恢复ICOS表达，且SC79同时回补p-S6与p-STAT5，提示mTORC1位于STAT5上游。

CUT&Tag与RNA-seq联合分析证实，Bap1缺失导致H2AK119ub在OXPHOS与mTORC1通路基因启动子累积，补充苹果酸盐可部分恢复eTreg分化与线粒体质量。此外Jak3与Pten启动子的H2AK119ub也升高，表明Bap1经mTORC1与Jak3/Pten双途径调控STAT5，直接和间接维持OXPHOS。

 图3 Bap1经H2AK119去泛素化激活Stat5/mTORC1/OXPHOS信号，驱动eTreg代谢重编程

GSEA与FerrDb分析提示Bap1缺失后铁死亡驱动通路上调、抑制通路下调。多组学交集并经RT-qPCR与CUT&Tag验证，锁定Gsr、Gss、Gclm与Gpx4四个直接靶点，分别负责GSH合成与脂质过氧化物清除。补充GSH可降低脂质过氧化与铁水平，过表达Gpx4部分挽救脂质过氧化，支持GSH-Gpx4轴参与铁死亡抵抗。 

图4 Bap1维持GSH-Gpx4轴，保护eTreg抵抗铁死亡

脂质代谢层面，KEGG显示脂肪酸代谢通路显著下调，其中Scd2变化最为突出。Scd2催化MUFA生成，可竞争性减少易氧化的多不饱和脂肪酸磷脂掺入膜。脂质组学证实Bap1缺失eTreg中MUFA磷脂减少，补充油酸或过表达Scd2均能挽救铁死亡表型，构成第二层保护。

图5 Bap1经Scd2介导的MUFA代谢限制eTreg铁死亡

Bap1不直接结合DNA，需转录因子引导至特定基因座。数据库预测与免疫共沉淀实验锁定Yy1为其互作partner。过表达Yy1可促进eTreg分化并减少脂质过氧化，但在Bap1缺失细胞中效应完全消失；敲低Yy1则呈相反表型。CUT&Tag显示Yy1结合于mTORC1、STAT5、OXPHOS通路及铁死亡调控基因启动子，与Bap1靶点高度重合。

图6 Bap1-Yy1轴协同调控eTreg分化与铁死亡耐受相关基因

在MC38结肠癌模型中，他莫昔芬诱导急性敲除Treg中的Bap1后，肿瘤生长显著受抑，肿瘤内eTreg数量锐减、死亡比例升高，而非eTreg不受影响。CD8+T细胞与Treg比值升高，效应分子IFN-γ、TNF-α分泌增多。

在已建立的肿瘤中诱导敲除Bap1同样有效，残余eTreg的IL-10+比例下降，说明Bap1缺失不仅减少eTreg数量还削弱其功能。肿瘤内树突状细胞与巨噬细胞比例上升、CD80表达升高，提示肿瘤微环境被整体重塑，靶向Bap1有望成为增强抗肿瘤免疫的干预策略。

图7 急性敲除Bap1减少肿瘤内eTreg、重塑肿瘤微环境并增强抗肿瘤免疫

该研究鉴定出组蛋白去泛素化酶Bap1是决定eTreg细胞命运的双重调控因子。在分化阶段，Bap1经H2AK119去泛素化激活Stat5、mTORC1与OXPHOS信号，驱动代谢重编程；在维持阶段，Bap1通过GSH-Gpx4轴与Scd2介导的MUFA代谢保护eTreg抵抗铁死亡，而转录因子Yy1与Bap1协同，将这些调控落实到具体基因座。在肿瘤模型中，急性敲除Bap1可破坏肿瘤内eTreg并增强抗肿瘤免疫。这项工作为理解eTreg调控提供了表观-代谢整合视角，也提示Bap1有望成为肿瘤免疫治疗的潜在靶点。

在本研究中，研究团队使用VectorBuilder载体家设计了靶向Yy1、Bap1、Usp3和Usp7的shRNA，用于Treg细胞中的基因敲低实验。