Cell:来源于Th17的组织驻留记忆性T细胞在对抗细菌感染中起决定性作用

BioArt  |   2019-08-11 12:02

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病菌入侵时,机体强大的免疫系统不但募集免疫细胞,启动各抗菌抗病毒反应,还有一部分细胞,会记录和携带对抗信息,再有同种病菌入侵时,可以更加快速有效的反应,这类细胞,被称之为“记忆性细胞”。其中,在免疫器官中循环运转的,被称之为“中枢记忆性细胞”;而在其它组织器官中的,则被称之为“组织驻留记忆性细胞”(TRM)在阴道【1,2】、肺脏【3-5】和皮肤【6】中,CD4+组织驻留记忆性T细胞通过产生干扰素gamma(IFNγ)和白介素4(IL-4)等效应型细胞因子,起到保护机体,应对病菌侵略的作用。但是,目前我们对这类细胞的来源,信息传递和行使功能等基本问题仍旧知之甚少。2019年8月8日,来自耶鲁大学的Richard Flavell和Nicola Gagliani团队合作在Cell杂志上发表题为Effector TH17 Cells Give Rise to Long-Lived TRM Cells that Are Essential for an Immediate Response against Bacterial Infection的文章,力图阐明这些问题。20190811120200_8abf4b.jpg作者选用克雷伯氏肺炎菌侵染小鼠模型。前人的工作指出,17型CD4+T细胞(Th17)在这一模型中起主要作用【7,8】,但是,这种细胞含量较少,生存周期也很短,如何可以起到记忆性T细胞的作用呢?为了研究这一问题,作者构建了一种小鼠,这种小鼠的Th17细胞标志细胞因子IL-17,一经表达分泌,就会带有黄色荧光标签(YFP)如下图所示,肺炎菌入侵的两周后,YFP+细胞的数目和比例达到峰值,而YFP+细胞又可以分为两部分,一部分可以分泌IL-17,是传统定义的Th17细胞;一部分曾分泌过IL-17,如今已经不再分泌,被称之为前Th17细胞(exTh17)。这一部分细胞,一直维持较高比例,并且,在肺炎菌入侵三到四个月,数目还有所增加,所以,很可能就是作者所关心的组织驻留记忆性T细胞(CD4+TRM)20190811120200_8dd942.jpg为了进一步确定,exTh17就是CD4+TRM,作者给已侵染过病菌(预侵染),肺部含有一定量的exTh17的小鼠再次进行病菌侵染,作者发现,与未进行预侵染的对照小鼠相比,这些小鼠明显应对更加迅速高效,肺部菌落总数也明显低于对照。这些结果表明,exTh17就是作者要寻找的肺部驻留记忆性T细胞。接下来,为了更好的定义这部分细胞,作者采用RNA测序技术,发现与淋巴结驻留记忆性细胞(即中枢记忆性细胞)相比,肺部TRM高表达抵御入侵病菌,分泌细胞因子等相关基因。尤其值得注意的是,在TRM exTh17中,细胞因子IL-7的受体IL7Ra表达明显升高。为了进一步研究IL-7在其间的功能机制,作者给肺炎菌侵染小鼠注射IL-7抗体,发现与未注射抗体的对照组小鼠相比,实验组小鼠肺部exTh17细胞数目明显降低。并且,通过单细胞RNA测序技术,作者发现,IL-17主要表达在淋巴内皮细胞(lymphatic endothelial Cells,LEC)中。并且,通过显微镜技术,作者发现,肺炎菌入侵后,exTh17细胞聚集在IL-7+LEC周围。这些结果表明,exTh17细胞的维持和募集,是通过LEC分泌细胞因子IL-7而实现的。最后,作者对exTh17 TRM细胞的功能进行了研究和确认。作者发现,肺炎菌感染后,肺部募集了大量的中性粒细胞,并且,exTh17分泌杀伤性细胞因子IFNγ,这些都表明小鼠在进行激烈的对抗病菌入侵的反应。另外,作者采用特异性缺失exTh17这一细胞亚型的小鼠模型。作者发现,与正常小鼠相比,缺失exTh17的小鼠肺部菌落数量大大增加。这些结果表明,exTh17细胞在抗菌反应中起着重要作用。20190811120201_905226.jpg综上,这份工作定义了新的组织驻留记忆性细胞的亚群,也就是由Th17细胞发展而来的exTh17细胞。这类细胞经由LEC所分泌的IL-7所滋养调节,并在抵抗肺炎菌入侵中起到重要作用这篇文章思路清晰,逻辑顺畅,是定义和研究细胞亚型的佳作。其中,最具启发意义的是,作者并没有将目光局限在已有的背景,认为分泌IL-17的即为Th17细胞,而是曾分泌过IL-17的CD4+T细胞就可以认为是Th17细胞,共享Th17的特征与功能,并具有自身存在的独特意义。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.07.032

参考文献

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