固有淋巴细胞(Innate lymphoid cells,ILCs)是一类近些年来见诸于报道的特殊淋巴细胞,缺乏重排的抗原特异性受体。
ILC家族主要分为三类——ILC1、ILC2、ILC3,还包括NK细胞和淋巴组织诱导细胞(LTi)。目前发现,ILC可以从组织微环境中接收其它细胞的信号,在粘膜表面发挥着重要的免疫作用。他们可以调节组织内动态平衡、粘膜和非粘膜组织的炎症与修复,包括小肠、肺、皮肤、脂肪组织、淋巴组织等部位。ILC主要通过分泌细胞因子、通过与间质细胞以及其它免疫细胞之间的相互作用发挥效应作用。
这篇Nature的海报总结了ILC的发生、发育,以及ILC在皮肤、肺、小肠、脂肪组织等部分的作用机制示意图,一目了然,流式中文网特此进行编译,值得收藏备忘。
ILC是怎么来的
目前的ILC的发育研究主要集中在小鼠上,关于人的ILC发育仍然还有很多未解之谜,所以值得大家去探索。
下图是根据已有研究概括的ILC的发育过程示意图。ILCs来源于共同淋巴祖细胞(common lymphoid progenitor,CLP),然后会在TCF1、ID2等转录因子影响下分化为共同辅助固有淋巴祖细胞(common helper innate lymphoid progenitor,CHILP),也可以在EOMES和NFIL3作用下分化为NK祖细胞(NK Cell Progenitor,NKP)。接着,CHILP在RORγt等作用下依次分化为LTi细胞前体、LTi细胞,也可以在PLZF影响分化为ILC祖细胞(ILC Progenitor,ILCP),最后通过T-bet、GATA3、RORγt等作用依次分化为ILC1、ILC2、ILC3亚群。图中的NCR+ILC3和NCR-ILC3之间的区别主要是前者产生IL-22,后者产生IL-17,两者均可分化为exILC3。 不过图中虚线指向的ilLC1(上皮内ILC1)的发育还未研究透彻。
ILC参与2类炎症反应
几种小鼠模型和临床观察均显示ILC2在皮肤、肺和小肠中的2型炎症中发挥重要作用。 在蠕虫感染或接触过敏原之后,上皮细胞或免疫细胞被活化,于是产生IL-25、IL-33、TSLP和PGD2,进一步活化ILC2。ILC2的效应功能主要由IL-4、IL-5、IL-9和IL-13介导,并促进杯状细胞增生、粘液生成、嗜酸性粒细胞增多、IgE同型转换和纤维化。重要的是,在蠕虫感染时,这些机制是保护性的,ILC2的反应主要由IL-33驱动,但在过敏和哮喘时,这些机制就会失控。
有趣的是,ILC2是功能可塑性的,炎性ILC2s也可能分化成产生IL-17的ILC3样细胞并参与抗真菌免疫(见下图)。
ILC3的阴和阳
由NCR + ILC3产生的IL-22可以与非造血细胞表面的IL-22受体结合,在肠道感染期间,IL-22在对肠组织的保护作用已有很好的文献支持,包括促进上皮细胞岩藻糖基化,以支持宿主 - 微生物共生。
然而,IL-22诱导基质细胞增殖的能力也意味着可能会诱导IL-22产生更多,从而引发病理异常。 实际上,在结肠直肠癌的小鼠模型中,ILC3产生的IL-22会促进肿瘤生长。 有趣的是,IL-22似乎主要在肠道发挥保护作用,而在银屑病患者的皮肤组织中可以检测到大量的产IL-22 ILC3,并在银屑病小鼠模型得到支持,这表明ILC3细胞可能起到促进银屑病发展的作用。 此外,在肺中,ILC3可通过产生IL-17促进肥胖诱发的气道高反应性。
所以,ILC3是个双面角色。
ILC在体内平衡和组织修复中的作用
ILC2和ILC3有着重要组织保护作用。ILC3产生IL-22,这对病毒感染后胸腺组织的修复以及肠粘膜屏障保护十分重要。 此外,ILC3可通过耗竭IL-2而达到抑制共生特异性TH17细胞,预防肠道炎症。 在脾脏中,ILC3与适应性免疫细胞相互作用,以维持记忆CD4 + T细胞和边缘区(MZ)B细胞。 此外,脂肪组织中的ILC2产生甲氧脑啡肽(MetEnk),使白色脂肪转变为褐色脂肪。 肺ILC2通过产生双性调节因子(AREG)促进病毒感染后的组织恢复。
ILC引起肠道炎症,并且功能可变
人类炎症性肠病(IBD)与产IL-17的ILC3的比例增加相关。同样 的,在小鼠模型中,也发现幽门螺杆菌诱导的结肠炎也存在产IL-17和产IFNγ的ILC3的数量增多。值得注意的是,无论是在小鼠模型或临床试验中,中和IL-17不能改善疾病,这就说明ILC3分泌的IFNγ可能在IBD中起着关键作用。
在小鼠中,肠道环境中RORγt+ NCR + ILC3的T-bet表达,对于防治沙门氏菌感染至关重要。然而,这也会导致肠道损伤,引起小肠结肠炎。相似的是,人类克罗恩病与产IFNγ的ILC1的增多有关。 ILC1可以在IL-12的影响下从ILC3分化而来,而IL-23和视黄酸可以使ILC3再分化。因此,ILC1和ILC3的细微平衡状态能确保组织完整性,同时保持肠道免疫防御能力。
参考文献:
https://www.nature.com/posters/ilcs/ilcs.pdf
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