IL-7 is a cytokine known to play a key role in the survival, proliferation and differentiation of peripheral blood T cells. This makes it an attractive candidate for therapeutic applications, particularly in conditions characterized by immunocompromised individuals. IL-7 has been used in clinical trials for various conditions associated with lymphopenia, but the exact mechanisms of its effects on peripheral blood T cells have remained unclear. Single-cell transcriptome analysis allows the analysis of individual cells, allowing the identification of transcriptomic heterogeneity and the specific effects of IL-7 at the single cell level in cancer patients. Cancer patients received a single dose of recombinant IL-7 and their peripheral blood T cells were analyzed one week and three weeks after injection. One week after recombinant IL-7 injection, peripheral blood T cells showed decreased expression of genes and transcription factors that maintain cellular quiescence. Most cells showed an increase in cellular activity. In addition, the proportion of proliferating T cells in the total number of T cells increased. However, when recombinant IL-7 was administered 3 weeks later, the effects observed after one week appeared to diminish, suggesting possible desensitization or some other mechanism of adaptation. A decrease in signaling downstream of STAT5 and reduced expression of the transcription factor c-Myc, which is critical for cell proliferation, were observed. The reduced response to IL-7 observed three weeks after injection may be due to changes in the gene expression profile of peripheral blood T cells. Single-cell RNA sequencing shows that the transcriptomic landscape was different before and 3 weeks after IL-7 treatment. This study provides an in-depth analysis of the IL-7 response in human T cells and suggests the mechanism of the decreased response with repeated use of IL-7. Future studies may need to explore ways to improve the efficacy of IL-7 through repeated use.
인터류킨 7 (IL-7) 은 말초 혈액 T 세포의 생존, 분열, 분화에 필수적인 사이토카인이다. IL-7을 림프구 감소증이 동반된 다양한 질환에서 사용하는 임상 연구가 성공적으로 수행되었다. 하지만 IL-7이 말초 혈액 T 세포에 미치는 효과에 대한 기전은 불분명하다. 우리는 단일 세포 전사체 분석 기술을 활용하여 암 환자에서 재조합 IL-7을 단회 주사하였을 때 말초 혈액 T 세포에서 일어나는 변화를 분석할 수 있었다. 재조합 IL-7 주사 1주 후 말초 혈액 T 세포는 세포 휴지기를 유지하는 유전자와 전사인자의 발현이 감소하였다. 대부분의 세포가 세포 활성도가 증가하였다. 또한 전체 T 세포 중 분열 T 세포의 비율이 증가하였다. 하지만 재조합 IL-7을 3주 후 투약하였을 때 위와 같은 반응이 떨어지는 현상이 관찰되었다. IL-7 신호 전달 중 STAT 5의 하위 단계에서 신호 전달이 감소하는 것을 확인하였고, 세포 분열과 관련된 전사인자인 c-Myc의 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 반응의 차이는 투약 전과 투약 3주 후 말초 혈액 T 세포들의 발현 유전자 차이 때문으로 생각된다. 이 연구는 사람에서 재조합 IL-7을 한 번 투여하였을 때 전사체 수준에서 분석을 처음으로 시도하였고, 반복 투여한 IL-7의 저 반응성의 원인을 제안하는 첫 번째 연구이다.
