CD8 <sup>+</sup> T-Cell Metabolic Rewiring Defined by Single-Cell RNA-Sequencing Identifies a Critical Role of ASNS Expression Dynamics in T-Cell Differentiation
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Cytotoxic T cells dynamically rewire their metabolism during the course of an immune response. While T-cell metabolism has been extensively studied at phenotypic endpoints of activation and differentiation, the underlying dynamics remain largely elusive. Here, we leverage on single-cell RNA-sequencing (scRNA-seq) measurements of in vitro activated and differentiated CD8 + T cells cultured in physiological media to resolve these metabolic dynamics. We find that our scRNA-seq analysis identifies most metabolic changes previously defined in in vivo experiments, such as a rewiring from an oxidative to an anabolism-promoting metabolic program during activation to an effector state, which is later reverted upon memory polarization. Importantly, our scRNA-seq data further provide a dynamic description of these changes. In this sense, our data predict a differential time-dependent reliance of CD8 + T cells on the synthesis versus uptake of various non-essential amino acids during T-cell activation, which we corroborate with additional functional in vitro experiments. We further exploit our scRNA-seq data to identify metabolic genes that could potentially dictate the outcome of T-cell differentiation, by ranking them based on their expression dynamics. Among the highest-ranked hits, we find asparagine synthetase ( Asns ), whose expression sharply peaks for effector CD8 + T cells and further decays towards memory polarization. We then confirm that these in vitro Asns expression dynamics are representative of an in vivo situation in a mouse model of viral infection. Moreover, we find that disrupting these expression dynamics in vitro , by depleting asparagine from the culture media, delays central-memory polarization. Accordingly, we find that preventing the decay of ASNS by stable overexpression at the protein level in vivo leads to a significant increase in effector CD8 + T-cell expansion, and a concomitant decrease in central-memory formation, in a mouse model of viral infection. This shows that ASNS expression dynamics dictate the fate of CD8 + T-cell differentiation. In conclusion, we provide a resource of dynamic expression changes during CD8 + T-cell activation and differentiation that is expected to increase our understanding of the dynamic metabolic requirements of T cells progressing along the immune response cascade.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».