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图说 | 固有淋巴细胞

联川生物 2022-05-21

The following article is from 珠江肿瘤 Author 王秋平


固有淋巴样细胞(innate lymphoid cells, ILCs)是一类不同于T细胞和B细胞的淋巴细胞亚群,与人类健康和疾病相关,起着至关重要的作用。这篇SnapShot发表于2013年,概述了人类和小鼠中各种ILC的种群发育情况(图1和2)以及这些细胞在不同组织中的调控和功能(图3-7)。

固有淋巴细胞的发育和异质性

作者认为,不同类型的ILC均来源于CD127(IL-7Rα)+共同淋巴祖细胞,这些祖细胞可能依赖于转录阻遏子Id2,但与T细胞和B细胞不同,不依赖于抗原特异性受体的体细胞重组(图1)。根据共有的表型和功能特性,成熟的ILC可分为三类:ILC1,ILC2,ILC3。

ILC1s结构性表达T-bet,并在激活后能够产生IFN-γ,其包括经典自然杀伤(NK)细胞以及定义不清的CD127-和CD127 +非NK细胞。经典NK细胞的分化和成熟依赖于IL-15和转录因子Nfil3,Eomesodermin(Eomes)和T-bet。CD127-ILC1s驻留在肠上皮中,并依赖于T-bet和Nfil3发育,但不依赖于IL-15。CD127 + ILC1s的发育途径尚未完全阐明,但它们可能依赖于IL-7和T-bet。

ILC2依赖于Notch,TCF1,RORα,GATA-3和IL-7进行发育。ILC2结构性表达GATA-3,并接受IL-25,IL-33和胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)刺激产生IL-5,IL-13和双调蛋白(Areg)。小鼠ILC3从两种不同的祖细胞发育而来。α4β7+祖细胞依赖于Notch和IL-7,下调Notch后分化为CCR6 + T-bet- ILC3s,其包括淋巴组织诱导(LTi)细胞并且它们的CD4表达是异质性的。a4β7−祖细胞依赖于Notch,IL-7和芳烃受体(AhR)分化为CCR6- T-bet + ILC3s,后者是天然的细胞毒性受体(NCR-),并可以进一步分化为NCR + ILC3s。所有ILC3结构性表达转录因子RORgt并依赖其进行发育,接受IL-1β,IL-23和AhR刺激,产生IL-17,IL-22和IFN-γ。

人和小鼠固有淋巴样细胞的比较

关键的一点,ILC1,ILC2和ILC3在整个哺乳动物物种中表现出保守的表型特性(图2)。对人和小鼠ILC的比较分析表明,常见的细胞因子受体表达均一致,例如:在所有ILC亚类表达的CD127(IL-7Rα),在ILC1s表达IL-12RB2,在ILC2s表达的IL-25R(IL-17RB)和IL-33R(ST2),在ILC3上的IL-23R。但是,在人与小鼠之间的ILC组比较中存在几个显着差异。例如,一部分小鼠ILC3表达CD4而人ILC都不表达CD4,另外,只有部分小鼠ILC3表达CCR6而所有人ILC3都表达CCR6。ILC3所表达的NCR在人与小鼠之间也有所不同,因为NKp46在两种物种均表达,而NKp44仅在人中表达。此外,尽管CRTH2在人ILC2s上选择性表达,但该受体似乎未能较好定义小鼠ILC2s。

固有淋巴细胞的组织特异性功能

ILC的调节和功能发生在特定的组织环境中(图3-7)。

在皮肤中(图3),过敏原或炎性刺激可引发ILC2或ILC3应答反应。皮肤中的ILC2反应可以通过上皮细胞来源的TSLP和IL-2(不确定的细胞来源)进行调节,并可能通过IL-13与肥大细胞的潜在相互作用或者通过IL-13或双调蛋白(Areg)直接调节角质形成细胞而促进过敏性炎。相反,皮肤中的ILC3通过产生IL-22(可能是由IL-1β和IL-23的表达引起)促进表皮的增厚。

肺部的ILC2(图4)对蛋白酶过敏源,流感病毒或寄生虫巴西夜蛾(Nippostrongylus brasiliensis)感染作出应答反应,并且在哮喘患者的支气管灌洗液中观察到了活化的ILC2。另外,上皮细胞来源的IL-25,IL-33和TSLP以及髓细胞来源的IL-33引起ILC2反应。有趣的是,在哮喘患者中,肥大细胞的前列腺素D2(PGD2)增加,而未知细胞来源的Lipoxin A4(LXA4)限制ILC2s产生细胞因子。而ILC2s对气道免疫和炎症的调节,是通过IL-5和IL-13介导的嗜酸性粒细胞和活化的巨噬细胞(AAMac)的募集和激活,以及IL-13介导的气道高反应性(AHR)或双调蛋白介导的修复来实现的。

在肠中(图5)观察到ILC1,ILC2和ILC3反应。在动态平衡过程中,ILC3通过产生IL-22促进组织修复,把共生细菌限定在特定位置并抵抗病原菌。ILC3可通过髓样细胞来源的IL-1β和IL-23对共生细菌和致病菌或其他炎性刺激产生应答,并可通过IL-25调节髓样细胞应答而受抑制。此外,ILC3可通过产生IL-17促进炎症依赖性结肠炎,并通过IL-22促进结肠炎相关的癌症进展。与肺部相似,肠道中的ILC2是由寄生虫感染引起的,它由上皮细胞衍生的IL-25和IL-33的引起反应,并且可以通过IL-13介导的杯状细胞反应和粘液产生来增强免疫力。在克罗恩氏病中,上皮细胞CD127- ILC1s和固有层CD127 + ILC1s受IL-12刺激并产生IFN-γ,并且可能引起炎症反应。进一步的研究表明,肠道受感染性或炎性刺激,RORgt表达下调后,一部分CD127 + ILC1反应可能与ILC3有所区别(数据未显示)。

ILC还可以协调其他组织的免疫反应(图6和7)。

一部分称为LTi细胞的ILC3,通过表达淋巴毒素β(LTβ),作用于常驻基质细胞并募集其他淋巴样细胞,包括B细胞和髓样细胞,从而促进淋巴结和Peyer斑(Peyer’s patches)的产前器官(prenatal organogenesis)发生。此外,LTi样ILC3通过LTβ或IL-22表达,对于产后( postnatal)淋巴组织的发育,维持和修复发挥着重要的作用。这些途径对于感染和炎症激发后淋巴器官的功能维持至关重要,如脾脏,胸腺和分离的淋巴滤泡等(数据未显示)。LTi样ILC3还可通过MHCII直接调节共生细菌反应性CD4 + T细胞,或通过CD30L和OX40L维持记忆CD4 + T细胞,从而调节CD4 + T细胞应答。

ILC2s也存在于脂肪组织中,并在维持组织中的嗜酸性粒细胞和AAMacs方面起着至关重要的作用,进而参与代谢稳态的调节(图7)。

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