【用户文章】产生双调蛋白的γδT细胞对于保护口腔屏障免疫稳态的重要性

产生双调蛋白的γδT细胞对于保护口腔屏障免疫稳态的重要性

Amphiregulin-producing γδ T cells are vital for safeguarding oral barrier immune homeostasis

发表期刊：PNAS

影响因子：9.58

发表单位：英国曼彻斯特大学

技术手段：RNA-seq

研究背景

近年来，人类对屏障特异性免疫细胞的发育和功能的认识有了极大进步，尤其是在涉及到皮肤、消化道和肺部时。相比之下，人们对保护牙龈中屏障完整性（即牙齿周围的粘膜屏障）的组织特异性免疫介质知之甚少

牙龈是一个独特的屏障暴露于共生体和致病菌中的同时，咀嚼也会造成高水平的损伤。重要的是，不能适当的控制牙龈的免疫反应将会导致牙周炎，这是人类最常见的慢性炎症性疾病。牙周炎不仅是一种常见的疾病，并且与其他炎症性疾病的恶化有关，包括心血管疾病和类风湿性关节炎。

此外，最近的研究进展表明口腔共生微生物可以加重远端部位的疾病，如肠道疾病和关节疾病。因此，了解牙龈内稳态和疾病的介质不仅有助于牙周炎治疗方法的发展，而且对全系统性炎症和健康具有重要意义。

γδT细胞可能是牙周炎发生的驱动因素，然而，这种隐含的牙龈γδT细胞发病机制与γδT细胞的屏障保护作用之间互相矛盾，那些在其他屏障中的细胞被证明能够维护寄主与共生体之间的相互作用，确保上皮细胞完整性、促进屏障修复以及协调防御病原体。因此，尽管γδT细胞维持其他屏障的内稳态的重要功能已明确，但牙龈γδT细胞如何促进口腔屏障健康或疾病仍有待探索。

研究方法

用丝线将小鼠牙龈进行结扎，引发产生牙周炎，将结扎线置于齿龈缝中，诱导骨丢失。结扎的第八天或第十天测量骨丢失情况。从牙龈，小肠上皮和脾中纯化γδT细胞（每个重复1,500个细胞）。然后进行测序和分析。

研究发现

牙龈γδT细胞主要由Vγ1和Vγ4构成，实验中将CD45.1 +骨髓移植到受照射的CD45.2 +受体中，生成了骨髓嵌合体，供体骨髓能够再生牙龈γδT细胞网络。实验数据表明：牙龈γδT细胞种类丰富，并且能够通过循环前体来进行补充。

Vγ1+和Vγ4+γδT细胞在刚出生小鼠牙龈中的频率低于成年小鼠牙龈中的频率，这表明最初由Vγ5和Vγ6占据牙龈网络。1周后γδT细胞数量增加，说明与其他屏障一样，牙龈中存在特定的γδT细胞亚群，Vγ5和Vγ6细胞在出生时存在。然而，在出生后其他Vγ亚群被迅速吸收到牙龈，到第7天时，Vγ构成了γδT细胞的大部分。

在出生后第1天和第7天检查了无菌新生（GF）小鼠中的牙龈γδT细胞。虽然小鼠出生后γδT细胞数量有所增加，但与传统的无特定病原体的小鼠相比而言，数量较少。尽管总的牙龈γδT细胞减少，对GF小鼠的检测表明在新生期Vγ1+和Vγ4+增加、Vγ5+细胞丧失。在检查期间产生了口腔的细菌定植，GF小鼠中γδT细胞网络的变化表明微生物信号不是牙龈屏障重塑的主要刺激物。通过每隔一天使用无菌棉花涂抹、摩擦牙龈，结果发现：牙龈屏障的急剧损伤导致牙龈γδT细胞数和Vγ1+和Vγ4+频率的增加

将坚硬的实物投喂给断奶小鼠，小鼠需要更大的咀嚼力，从而导致牙龈损伤增加。与急性损伤一样，屏障损伤的缓慢升高导致总牙龈γδT细胞和Vγ1+和Vγ4+亚群的增加。综合表明牙龈损伤有助于出生后牙龈γδT细胞网络的重塑。

随着年龄的增长，野生型小鼠的牙周炎也在不断发展，这反映出牙周炎免疫稳态的丧失是由IL-17的增加引起的。由实验过程中出现牙龈δT细胞产生IL-17这一现象推测：γδT细胞减少，牙周炎症状减轻。对随着年龄增长而产生牙周炎的crδ−/−老鼠进行检查时发现：牙周炎的严重程度是通过测量牙釉质连接和和牙槽骨嵴间的距离来评估，距离越远，骨质流失和病况越严重。γδT细胞的流失并没有导致细菌水平的任何显著性变化,但却改变了口腔微生物的构成，这表明γδT细胞可能会限制这些微生物。

在采用因第二磨牙结扎而引发牙周炎的模型中发现，在这种急性牙龈损伤中，结扎10天后牙周骨丢失明显。对因损伤而引发牙周炎的tcrδ−−/小鼠与野生型小鼠进行检测时发现：没有γδT细胞，结扎引发的骨丢失也明显升高，与野生型相比，,tcrδ−−/老鼠表现出骨质流失加重。并进一步确认γδT细胞在维护牙龈免疫内稳态中发挥着关键作用，γδT细胞缺少将会导致牙周炎症状加重。

数据表明Areg（双调蛋白）支持稳态和屏障修复，对老年对照组和Areg−/− 小鼠的牙周病理学进行检测发现：在没有Areg的情况下，牙周病理学状态加重。与对照组相比，Areg−/−小鼠的骨质流失增加。这表明Areg对维持牙龈免疫稳态具有重要作用。

本次研究表明，口腔屏障γδT细胞可产生修复细胞因子双调蛋白，它的应用可缓解tcrδ−/−小鼠口腔病状的加强，并且确定了一种由屏障γδT细胞介导的控制口腔免疫的途径，强调这些细胞对口腔屏障免疫稳态的具有重要作用。 

图 小鼠出生后牙龈γδT细胞网络迅速重塑

图 牙龈γδT细胞产生Areg抑制口腔病理

研究结论

牙龈γT细胞的转录谱显示了与创伤修复相关基因的富集，当牙龈经历低水平的慢性损伤时，这种途径的稳态激活是有意义的。然而，本次研究表明牙龈γT细胞所表现出的支持稳态的功能，特别是双调蛋白的产生，抑制了牙周炎的发展。因此，本次研究确定了一种调节γδT细胞介导的牙龈免疫的重要途径。研究结果强调γδT细胞，特别是双调蛋白，作为促进牙龈修复和抑制牙周炎的潜在治疗靶点， 会对口腔和全身健康产生影响。

参考文献

Siddharth Krishnan  etal Amphiregulin-producing γδ T cells are vital for safeguarding oral barrier immune homeostasis.PNAS.  doi/10.1073/pnas.1802320115.

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