Science子刊：揭示IL-21在对神经系统病毒感染作出的免疫反应中起关键作用

在一项新的研究中，来自美国宾州州立大学医学院和犹他大学等研究机构的研究人员更好地理解了一种称为白细胞介素-21（IL-21）的蛋白在免疫系统对神经系统感染的反应中发挥的作用。免疫系统中的CD4 T细胞会产生IL-21，而IL-21对于中枢神经系统持续性病毒感染期间CD8+组织驻留记忆细胞（tissue-resident-memory cell, TRM细胞）的发育至关重要。这一发现支持进一步探究利用IL-21作为治疗剂来治疗持续的中枢神经系统感染。相关研究结果近期发表在Science Immunology期刊上，论文标题为“IL-21 from high-affinity CD4 T cells drives differentiation of brain-resident CD8 T cells during persistent viral infection”。

Lukacher实验室观察到T细胞浸润到被MuPyV感染的小鼠的大脑中，图片来自Penn State。

论文通讯作者、宾州州立大学医学院微生物学与免疫学系主任Aron Lukacher博士说，这些研究结果表明IL-21是对包括神经退行性HIV-AIDS和进行性多灶性白质脑病（progressive multifocal leukoencephalopathy, PML）在内的中枢神经系统慢性感染产生有效免疫反应的重要因素。PML是一种由JC多瘤病毒引起的致命性脑部感染，它的最初症状包括动作笨拙、虚弱或说话或思考困难。随着病情的发展，患者可能会出现痴呆、视力问题和无法说话。

Lukacher实验室利用小鼠多瘤病毒（mouse polyomavirus, MuPyV）在小鼠中构建出了JC多瘤病毒感染动物模型。他们的研究着重关注减少MuPyV有害影响的策略，旨在开发临床转化方法，以改善PML患者和其他免疫功能低下的患者的临床结果。

之前的研究已表明IL-21是身体免疫反应的关键部分，但是这项新的研究调查了IL-21在对MuPyV感染的免疫反应中的具体作用。

Lukacher团队研究了无法产生足够CD4+ T细胞而且在CD8+ TRM细胞发育的相关基因表达方面也存在类似缺陷的小鼠。他们发现，将IL-21注射到它们的脑脊液中可以减少这些缺陷。

Lukacher说，“使用IL-21作为治疗剂治疗持续性中枢神经系统感染还需要开展进一步的研究。它是需要直接注射到中枢神经系统还是通过外围注射，比如静脉注射，还需要在我们的模型中进行进一步的测试。”

Lukacher表示，未来的研究将考察在免疫功能正常或CD4+ T细胞存在缺陷的条件下，给持续感染MuPyV的小鼠注射IL-21是否可以增强保护性的抗病毒CD8+ T细胞反应，并控制这种病毒感染。

参考资料：

1.Heather M. Ren et al. IL-21 from high-affinity CD4 T cells drives differentiation of brain-resident CD8 T cells during persistent viral infection. Science Immunology, 2020, doi:10.1126/sciimmunol.abb5590.

2.IL-21 protein a key part of immune response to central nervous system infections