《Nature | 肠道免疫微环境塑造Treg功能》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-04-10
  • 2024年4月3日,牛津大学Fiona Powrie、Emily E. Thornton共同通讯在Nature发表题为Immune microniches shape intestinal Treg function的文章,探讨了胃肠道中的特异性免疫microniche如何影响调节性T细胞(Treg)的发育、稳定性和功能。

    研究人员采用先进的体内活体成像技术,结合光激活引导的单细胞RNA测序和空间转录组学,追踪在耐受和炎症条件下对肝螺旋菌(H. hepaticus)反应的T细胞。他们发现,虽然抗原刺激发生在整个肠道组织中,但固有层(lamina propria)是支持效应Treg(effector Treg, eTreg)细胞功能的关键微层(microniche)。与淋巴聚集(LA)不同,固有层提供了一个独特的环境,eTreg细胞一旦建立就可以在这里保持稳定,但炎症破坏了这种区隔,导致CD103+SIRPα+DC占主导地位。

    在健康的肠道中,固有层容纳了一个独特的细胞环境,其特征是eTreg细胞和各种抗原呈递细胞(APC),如CD103+树突状细胞、CD206+巨噬细胞、IL-1β+巨噬细胞和高表达IL10R的单核细胞。这些eTreg细胞对控制病理过程至关重要,并且可以在该生态位内局部扩张以发挥其抑制作用。然而,在炎症过程中,固有层的组成发生了改变,树突细胞从LA迁移到固有层,强调了其在维持粘膜耐受性中的核心作用。

    作者鉴定并验证了CD206+巨噬细胞和固有层eTreg细胞之间潜在的耐受性相互作用,精确定位了可能控制这种伙伴关系的特异性受体-配体对。这项研究强调了固有层耐受维持的空间机制的存在,其中局部相互作用在协调免疫反应中发挥着关键作用。一个重要的发现是固有层与淋巴聚集中eTreg细胞的不同活性和分布。LP中的eTreg细胞显示出更强的功能,包括两调节蛋白(AREG)、颗粒酶B(GZMB)和白细胞介素-10(IL-10)的产生,从而支持了LP是增强eTreg细胞活性的主要场所的观点。

    作者还深入研究了肠道内的髓系细胞区室,指出虽然没有发现专属的APC群体,但某些亚群,如IL-1β-hi CD103+SIRPα+树突状细胞,在LA中富集。相反,LP含有丰富多样的APC,由于其IL10R的高表达,具有高反应和刺激eTreg细胞的能力。在结肠炎期间,LP生态位内的微妙平衡被破坏。研究表明,eTreg细胞在发炎的LP中表现出更强的运动性和与CD206+巨噬细胞的优先相互作用。时间推移成像和计算分析表明,产生IL-10的Treg细胞广泛迁移,经常与CD206+巨噬细胞接触。

    这些发现强调了eTreg细胞在其微环境中对局部线索的反应的可塑性和适应性。LP中特异性eTreg细胞-巨噬细胞相互作用的发现,以及在稳态和炎症过程中该生态位内eTreg细胞增殖的证明,为治疗提供了新的机会。通过调节这些已确定的途径,研究人员可能能够开发有针对性的干预措施,促进eTreg细胞的募集、激活、分化、存活和功能,从而恢复或增强炎症性肠病和其他器官系统的耐受性。

    总的来说,这项研究为肠道中Treg细胞功能的时空调节以及免疫微细胞中Treg和髓系细胞之间的关键相互作用提供了新的见解。理解这些空间机制对于推进旨在诱导和维持免疫耐受的下一代疗法的设计至关重要。

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    • 本文内容转载自“ immunity速读”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/o7gGDY1nYhWucHqymQr16Q 2023年11月22日,芝加哥大学的研究人员在Nature发表了题为Epithelial IFNγ signalling and compartmentalized antigen presentation orchestrate gut immunity的文章。该研究阐明了肠上皮细胞如何诱导肠上皮Treg细胞来抑制肠道中的炎症反应。研究人员指出IFNγ在肠上皮细胞中的信号传导对于抵抗感染性结肠炎和结肠炎相关的结肠癌至关重要,其具体机制是促进MHCⅠ给肠上皮T细胞的抗原提呈。 首先,IFNγ在肠上皮细胞中的信号传导对结肠炎具有保护作用,因为在肠上皮细胞中特异性敲除IFNγ受体的小鼠有更严重的Citrobacter rodentium菌或DSS诱导的结肠炎,其特征是IL-17/GM-CSF+ CD4+ 肠上皮T细胞数量增加。抗CD4或抗GM-CSF治疗可减轻肠上皮IFNγ受体缺失小鼠的结肠炎,说明了这种T细胞群的关键作用。这种异常增强的T细胞反应的驱动因素之一是抗原提呈细胞中ATP释放和NLRP3炎性小体的激活增加,从而导致IL-1β的产生,IL-1β可以促进GM-CSF+ CD4+ T细胞。阻断ATP信号传导或NLRP3炎性小体可以减轻结肠炎的严重程度。 然后研究人员发现,肠上皮细胞本身的抗原提呈调控了这种炎症级联反应。IFNγ信号可以增加肠上皮细胞MHCⅠ的表达和后续细菌和自身抗原肽的提呈。这种肠上皮细胞的MHC提呈诱导了特异性CD8αβ+肠上皮T细胞的调节功能,显著增加了它们的胞外ATP酶CD39和ENTPD5的表达,抑制了胞外ATP的积累。因此,特异性敲除肠上皮细胞的MHCⅠ可以减少CD39+ CD8αβ+肠上皮T细胞的数量并加重结肠炎。 这些发现一起阐明了肠上皮细胞与肠上皮T细胞之间在维持肠道免疫稳态中的沟通机制。IFNγ受体一个与炎症性肠病相关的失活突变体突显了上皮IFNγ信号传导的转化医学意义,该突变体降低了STAT1的激活和抗原提呈能力。此外,CD39启动子多态性导致表达降低也与炎症性肠病风险增加有关。最后,这个通路在结肠炎相关性结肠癌中也发挥作用,肠上皮细胞中IFNγ受体和MHC的特异性缺失都会增加AOM/DSS处理后的肿瘤形成。与结肠炎模型一致,这与CD39+ CD8αβ+ 肠上皮T细胞减少、ATP增加和GM-CSF+ CD4+ T细胞反应高度增强相关。重要的是,使用ATP酶、NLRP3抑制剂或中和GM-CSF、CD4的药物处理可以挽救肠上皮细胞IFNγ受体缺失的小鼠对结肠癌的易感性。总之,这项工作阐明了IFNγ诱导的、肠上皮细胞介导的抗原提呈通过CD8αβ+肠上皮Treg细胞抑制炎症性和致癌性CD4+ T细胞反应的关键免疫作用。这些发现对于理解黏膜免疫调控和靶向炎症性肠病患者异常炎症和癌症具有重要意义。