在T cell轉譯因子GATA-3刺激下，T lineage和Mast cell lineage之轉換

論文：Taghon, T. et al. 2007. Mast cell lineage diversion of T lineage precursors by the essential T cell transcription factor GATA-3. Nature immunology. 8, 845 - 855

報告者：蔡宜文                                           時間：14:00~15:00, Oct. 17, 2007

講評老師：凌 斌  教授                             地點：Room 601

摘要：

    在第一眼瞥見T cell和mast cell時，大部分的人都會認為這是兩種個別不同的immune cell type。Mast cell屬於innate immune cell，大都留守在tissue中很少有機會進入血液，當antigen出現時，pattern-recognition receptor (PRR) 會刺激mast cell活化，引起立即且有效的proinflammatory response。相反地，T cell則是主要參與在adaptive immune response，平常在血液和淋巴結中循環，在經由antigen present cell將antigen呈現給T cell後，促使T cell活化並到達感染位置進行pathogen的撲殺，最後T cell會發展記憶性T cell，提供長時期的保護作用。

原本是差異很大的兩種immune cell，卻在本篇研究中拉起了線。在T cell progenitor進入thymus之後，正常情況下，stroma cell會傳遞Notch-Delta signaling給thymocyte使其進入下一階段的T cell differentiation。然而，倘若stroma cell無法持續傳遞Notch-Delta signaling，且將T cell早期發展必要的轉譯因子GATA-3大量表現時，會促使thymocytes表現高量c-Kit，並且使thymocyte走向mast cell differentiation。這樣的現象似乎在告訴我們：mast cell和T cell這兩個lineage在發育過程中有密切的關係存在。

    就目前研究所知，我們知道mast cell源自bone marrow的hematopoietic stem cell，當bone marrow的stroma cell表現IL-3和SCF時，會使stem cell encode出GATA-1, GATA-2等等transcription factor，接著mast cell會表現tissue-specific homing molecule，使mast cell precursor travel 到target tissue，最後分化成熟。在T cell分面，hematopoietic cell會從bone marrow migrate到thymus中，經由Notch-Delta ligand 刺激以及GATA-3的調控，發育為成熟T cell。而本篇作者認為，當hematopoietic stem cell進入到thymus，分化到double negative 3 stage之前，這些thymocytes有可能因為其他Notch-Notch ligand signal，使thymocyte大量表現GATA-1, 2, 3，甚至bypass Notch-Delta signaling，最終分化成mast cell。

    在發現的背後，還有一些問題仍需要去釐清。有些研究指出GATA-1, 2, 3都share一樣的DNA binding site，但是在in vivo情況下，GATA-3是否也會幫助mast cell differentiation？此外，mast cell是否真的可以在thymus中發育？如果可以，這些mast cell是會在thymus中成熟並且長久居留，還是最後會travel到其他target tissue？

參考資料：

1. Ting, C-N., Olson, M.C., Barton, K.P. & Leiden, J.M. Transcription factor GATA-3 is required for development of the T-cell lineage. Nature 384, 474–478 (1996). 

2. Chen, D. & Zhang, G. Enforced expression of the GATA-3 transcription factor affects cell fate decisions in hematopoiesis. Exp. Hematol. 29, 971–980 (2001). 

3. Taghon, T. et al. Enforced expression of GATA-3 severely reduces human thymic cellularity. J. Immunol. 167, 4468–4475 (2001).