MAIT全称为Mucosal-associated invariant T，即为粘膜相关恒定T细胞，发育于胸腺，并主要位于血液，肝脏和其他脏器，以及粘膜和淋巴中（图1）[1]。MAIT的激活有两种途径：1）TCR依赖途径，即通过表达的半非恒定的TCR受体（semi-invariant TCR）来识别经MHC-Ib相关蛋白1（MR1）呈递的微生物的代谢产物；2）TCR非依赖途径，即可被IL-18等细胞因子或者IFN1l类等干扰因子激活。MAIT表达的TCR的α链偏好使用TRAV1-2(Vα7.2)-TRAJ33(Jα33)组合，而β链的重组则具有完全的自由度。通常，鉴定MAIT的经典marker为SLC4A10和TRAV1-2，部分MAIT也表达 CD161 (KLRB1)。MAIT在不同的组织或者生理/病理条件下，具有不同转录和功能的特异性，呈现一定的异质性和不同的亚型分布。其中，基于传统的流式分选发现MAIT可以分为MAIT2和MAIT17两个亚型[2]。
图1. MAIT细胞在各个组织的分布丰度
目前，针对MAIT的单细胞研究主要集中在细胞图谱（亚型异质性）、MAIT进化规律、TCR克隆型特征以及与疾病等关系等角度；其中，在疾病研究领域，肿瘤，自身免疫疾病和感染性疾病均有相关的研究报道。此外，因为MAIT在T细胞中的含量一般较低，因此系统的研究MAIT通常有两种策略：1）基于一定细胞表面分子将MAIT分选出来单独进行单细胞测序；2）对T细胞分群，鉴定出MAIT亚型进行分析，这种情况下需要的样本量相对较多。
案例1
人类MAIT细胞的转录、功能和克隆多样性分析
研究采集来自肝脏切除病人的7个肝脏组织和6个配对的血液样本，经过CD3+MR1/5-OP-RU+分选出MAIT细胞；同时对部分肝脏和血液样本分选CD3+MR1/5-OP-RU-CCR7-的经典的记忆性T细胞（Tmem）作为对照，并对分选的目标细胞进行单细胞测序。
本研究的主要结果有：1）MAIT和Tmem细胞具有不同的分群结果，表现出转录的异质性；2）来自于PBMC和肝脏的MAIT细胞具有不同的分群结果，也表现出转录的异质性。其中，来自于肝脏的MAIT细胞高表达组织驻留的marker，如ITGAE，CD69等（图2）；3）MAIT细胞表达受限的TCR α链和更多样性的TCR β链，α链top3丰度为TRAJ33（87%）, TRAJ12（6%）和TRAJ20（6%）；且αJ基因会影响αβ的配对（偏向于TRAJ12/TRAJ20-TRBV6-4; TRAJ33-TRBV20-1）；MAIT表达的TCR在不同的样本和组织间均具有寡克隆（oligoclonal）的特征；4）MAIT的TCR克隆型在样本间共享极低，表现出高度的样本特异性（98%）,且这种差异主要来自于β链；5）PBMC和肝脏来源的MAIT均可以分为若干MAIT亚型，但是各亚型的特异性高表达基因并不显著，也无法和已报道的经典亚型MAIT1和MAIT17相对应。MAIT主要为CD8+的T细胞,CD4和CD4-CD8-的占比较低；部分MAIT也表达CD56。6）在不同的刺激条件下（Unstim，TCR和Cytokine），MAIT细胞会发生刺激特异性的分化，包括表达特异的基因，具有独特的分化轨迹和独特的转录调控关系。总之，MATI细胞呈现出组织定位，环境刺激和克隆型相关的表型和功能的多样性[3]。
图2. MAIT细胞在在血液和肝脏的比较
案例2
MAIT细胞与肿瘤免疫治疗效果关系
一项研究发现MAIT细胞和非小细胞肺癌免疫治疗效果差异有重要的相关性。研究首先采集免疫治疗前（baseline time）患者的PBMC样本进行单细胞测序，并在6周时间节点根据疗效分为应答组（R，n=3）和非应答组（NR，n=3）。结果发现R组的CD8+ MAIT细胞比例高于非应答组，基于PBMC的流式验证和肺癌组织的免疫组化进一步验证了这个发现。此外，R组的CD8+ MAIT表达更高水平的细胞毒性相关基因(CCL4,KLRG1,PRF1,NCR3,NKG7, GZMB,KLRK1)；且趋化因子受体CXCR6也高表达于R组的外周和肿瘤浸润性CD8+ MAIT细胞。生存分析发现更高比例的MAIT和CXCR6+ MAIT具有更好的预后结果。细胞通讯分析发现CD8+ MAIT可能通过CXCR6-CXCL16轴介导的MAIT与单核细胞之间的互作来参与免疫应答[4]。另外，类似的研究基于已发表数据的二次挖掘同样发现肺癌肿瘤组织的MAIT细胞丰度高于癌旁，且主要通过CCR6-CCL20轴驱动MAIT从PBMC转移至肿瘤组织[5]。
案例3
MAIT在感染性疾病的免疫应答中的作用
机体发生感染时，免疫系统会发生应答，且保护性和有害性的免疫应答的平衡至关重要。针对新冠感染后中症/重症和康复患者的PBMC样本进行流式分析，发现较正常人，新冠患者的MAIT细胞比例下降；然而，基于鼻咽部采样的单细胞测序则发现新冠患者的MATI细胞比例上升；推测可能因为血液中循环的MATI细胞被招募进呼吸系统；此外，还发现新冠患者血液MATI细胞的CD69表达升高，CXCR3表达降低[6]。另一项基于22例公共单细胞数据的分选则从MAIT细胞亚型丰度/基因表达谱/TCR克隆型特征等角度揭示新冠感染后的MAIT细胞的变化[7]。
总结
MAIT作为一种非典型的T细胞类型，是免疫生态的重要一员，在维持机体稳态中发挥着不可忽视的作用。同时，由于MAIT的细胞丰度通常较低，大部分单细胞测序忽略了对MAIT的分析和挖掘，因而造就了相关研究的空白。因此，在单细胞测序日益内卷的时代，不妨聚焦于这些看似冷门，实则重要的小众细胞，也可大有所为。
参考文献
[1] Kammann T, Cai C, Sekine T, et al. MAIT cell heterogeneity across paired human tissues reveals specialization of distinct regulatory and enhanced effector profiles[J]. Science Immunology, 2024, 9(99): eadn2362.
[2] Lee M, Lee E, Han S K, et al. Single-cell RNA sequencing identifies shared differentiation paths of mouse thymic innate T cells[J]. Nature Communications, 2020, 11(1): 4367.
[3] Garner, L. C., Amini, A., FitzPatrick, M. E., Lett, M. J., Hess, G. F., Filipowicz Sinnreich, M., ... & Klenerman, P. (2023). Single-cell analysis of human MAIT cell transcriptional, functional and clonal diversity. Nature Immunology, 24(9), 1565-1578.
[4] Qu, J., Wu, B., Chen, L., Wen, Z., Fang, L., Zheng, J., ... & Zhou, J. (2024). CXCR6-positive circulating mucosal-associated invariant T cells can identify patients with non-small cell lung cancer responding to anti-PD-1 immunotherapy. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 43(1), 134.
[5] Shi, Lin, et al. Clinicopathological and predictive value of MAIT cells in non-small cell lung cancer for immunotherapy. Journal for immunotherapy of cancer 11.1 (2023).
[6] Parrot, Tiphaine, et al. MAIT cell activation and dynamics associated with COVID-19 disease severity. Science immunology 5.51 (2020): eabe1670.
[7] Shi, Jijing, et al. Single-cell transcriptomic profiling of MAIT cells in patients with COVID-19. Frontiers in immunology 12 (2021): 700152.
