Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic autoimmune disorder characterized by the infiltration and activation of proinflammatory cytokine-producing immune cells. The clinical efficacy of the current treatments including steroids and immunosuppressive therapies remain insufficient. Among the infiltrated immune cells within the synovial membrane of patients with RA, T cells with features of tissue residency have been previous reported. Although the importance of tissue-resident memory T (TRM) cells in other organ-specific chronic inflammation has been recognized, little is known about their role in RA. Here, we examined the characteristics of synovial fluid (SF) CD8$^+$ T cells that express canonical TRM markers CD69 and CD103, and their role in the pathogenesis of RA. Synovial fluid mononuclear cells (SFMCs) were obtained from patients with RA. The frequency of CD8$^+$ T cells was increased in SFMCs and they were primarily comprised CD45RA- memory T cells expressing CD69 and/or CD103. CD69$^+$CD8$^+$ T cells exhibited TRM phenotypes, including upregulation of CXCR6, CD49a, and CD101, and downregulation of S1PR1 and KLF2. TCR repertoire analysis showed that these cells were an oligoclonally expanded population. The concentration of IL-15, which is known to be critical for the development and maintenance of TRM cells, was significantly increased in SF of patients with RA. In addition, IL-15 treatment on sorted CD69$^+$ and CD69$^+$CD103$^+$CD8$^+$ T cells induced proliferation and increased expression of cytotoxic molecule granzyme B and perforin. The treatment of neutrophils with supernatant from IL-15-stimulated CD69$^+$CD8$^+$ T cells induced perforin-mediated histone citrullination and NET formation irrespective of their CD103 expression. The frequency of perforin-expressing cells among CD69$^+$CD8$^+$ T cells in SFMCs was significantly higher in patients with anti-citrullinated protein antibody (ACPA) than in those without ACPA. In summary, CD69$^+$CD8$^+$ T cells in the SFMC of RA patients exhibit TRM-like features. These findings reveal the development of TRM-like CD69$^+$CD8$^+$ T cells that are maintained via homeostatic proliferation and possibly participate in the pathophysiology of ACPA$^+$ RA.
류마티스 관절염은 만성 자가면역질환으로서 관절 내 활막조직으로의 면역세포들의 침윤과 이들의 활성화로 인한 염증성 싸이토카인의 분비를 통해 염증반응이 일어나는 질병이다. 현재 임상에서 사용되는 스테로이드 및 면역억제제 치료들은 효과가 적으며 부작용에 따른 한계가 명확한 상황이다. RA환자의 염증성 활막조직으로 침윤된 면역 세포 중 조직 상주 T세포의 표현형을 갖는 세포가 존재한다고 보고된 바 있으나 이들의 성상과 류마티스 관절염 병인과의 연관성에 대한 연구는 불충분한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 관절액 내 존재하는 조직 상주 기억 T 유사 세포의 면역학적 표현형과 기능을 평가하고 병리 생태에 대한 영향를 평가하였다. 연구 결과, 류마티스 관절염 환자의 관절액 내 림프구 세포에서 CD8$^+$ T세포의 비율이 증가되어 있었고 세포표현형 분석 결과, 대부분의 CD8$^+$ T세포가 조직 상주세포의 대표마커인 활성화 단백질 CD69 단독 혹은 CD69와 부착 단백질 CD103을 함께 발현하는 세포임을 확인했다. 또한 RA환자 유래 CD69$^+$CD8$^+$ T세포가 케모카인 수용체 CXCR6, 세포부착인자 CD49a 그리고 CD101 등의 조직 상주 T세포-특이 단백질들을 발현함을 확인하였고 RT-PCR을 통해 순환계로의 T 세포 유출에 핵심적 역할을 수행하는 S1P 수용체와 이의 전사인자 KLF2의 유전자 발현의 감소를 확인했다. T세포 수용체 시퀀싱을 통해 CD69$^+$와 CD69$^+$CD103$^+$CD8$^+$ T세포의 항원 자극을 통한 클론성 증식을 확인했다. 또한, 조직 상주 T세포의 발달과 유지에 핵심적인 역할을 수행하는 인터루킨 15의 농도가 RA환자 관절액 내에 유의적으로 증가되어 있으며 인터루킨 15 단독 자극 시 CD69$^+$와 CD69$^+$CD103$^+$CD8$^+$ T세포의 분열과 표적세포 외막에 구멍을 내는 독성분자 퍼포린 발현이 증가됨을 확인했다. RA환자 관절액에서는 T세포와 더불어 호중구 또한 그 수가 증가되어 있고, IL-15 자극을 받은 CD69$^+$CD103$^+$CD8$^+$ T세포 세포 배양액이 처리된 호중구는 퍼포린 매개를 통해 RA환자 내 자가항체의 표적물질인 씨트룰린화된 히스톤과 DNA, 그리고 구조 단백질로 이루어진 NET을 형성함을 확인하였다. 흥미로운 것은, 퍼포린-발현 CD69$^+$와 CD69$^+$CD103$^+$CD8$^+$ T세포의 비율이 항씨트룰린펩티드 항체 양성 환자에서 음성 환자 대비 증가되어 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 조직 상주 유사 CD69$^+$와 CD69$^+$CD103$^+$CD8$^+$ T세포들이 관절액 내 증가된 IL-15를 통한 항상성 유지 및 기능 증가로 RA 병태생리에 기여함을 규명하였다.
