徐心悅 景秀麗 唐 華
山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)1.臨床與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院;2.化學(xué)與制藥工程學(xué)院;3.醫(yī)學(xué)科技創(chuàng)新中心,山東濟(jì)南 250117
固有淋巴細(xì)胞(innate lymphoid cells,ILCs)在機(jī)體的免疫系統(tǒng)中扮演重要角色,是抵御細(xì)菌、病毒和蠕蟲感染的第一道防線,介導(dǎo)生理和病理反應(yīng),在淋巴器官形成、組織修復(fù)、黏膜穩(wěn)態(tài)維持等方面發(fā)揮重要作用[1]。與淋巴組織中的適應(yīng)性淋巴細(xì)胞相比,ILCs 數(shù)量相對較少,但在哺乳動(dòng)物的屏障組織,如皮膚、肺、腸以及脂肪和一些黏膜相關(guān)淋巴組織等都發(fā)現(xiàn)了ILCs 亞群[2]。ILCs 包括細(xì)胞毒性自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK)和產(chǎn)生細(xì)胞因子的ILCs[3]。ILCs 根據(jù)其與輔助性T 淋巴細(xì)胞(helper T lymphocytes,Th)的功能相似性分為3 組,即1 型固有淋巴細(xì)胞(type 1 innate lymphoid cells,ILC1s)、ILC2s 和ILC3s。ILC1s 被白細(xì)胞介素-12(interleukin-12,IL-12)、IL-15 和IL-1 等激活時(shí)可釋放干擾素γ(interferon-γ,IFN-γ)和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α),類似于1 型輔助性T 細(xì)胞(type 1 helper T cells,Th1)。ILC2s 表達(dá)IL-5、IL-13 和其他2 型細(xì)胞因子,類似于Th2 細(xì)胞,在組織穩(wěn)態(tài)維持、蠕蟲清除和過敏性疾病發(fā)生的病理生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用。ILC3s與輔助性T 細(xì)胞17(T helper cell 17,Th17)一樣,在被IL-1β或IL-23 激活時(shí)可分泌IL-17 和IL-22。ILCs 通過與上皮細(xì)胞和其他組織細(xì)胞的密切相互作用來調(diào)控黏膜環(huán)境,產(chǎn)生細(xì)胞因子和趨化因子,促進(jìn)不同類型的組織炎癥和啟動(dòng)免疫反應(yīng)[4]。
ILC2s被視為調(diào)節(jié)2型免疫功能的“組織哨兵”,存在于身體的大多數(shù)組織中,包括肺、腸道、鼻息肉、血液、皮膚、脂肪、肝和大腦等。小鼠ILC2s的表面標(biāo)志一般為CD45、CD90、CD127、CD25(IL-2Rα)、c-kit(CD117)、誘導(dǎo)性共刺激分子(inducible costimulator molecule,ICOS)、干細(xì)胞抗原1(stem cell antigen 1,Sca-1)、腫瘤發(fā)生抑制蛋白2(suppression of tumorigenicity 2,ST2)、殺傷性細(xì)胞凝集素樣受體G1(killer cell lectin-like receptor G1,KLRG1)等,可能會隨ILC2s的不同亞群、分化發(fā)育的不同階段、組織定位、活化狀態(tài)、檢測或刺激方式的不同而有不同的表達(dá)組合形式[5-7]。人類ILC2s 一般表達(dá)IL-7Rα、CRTH2(CD294)和CD161[8]。最近研究證明,人類ILC2s 可根據(jù)腫瘤壞死因子受體2(tumor necrosis factor receptor 2,TNFR2)和CD30 的表達(dá)進(jìn)行鑒別[9-10]。ILC2s在IL-25和IL-33處理或寄生蟲感染的條件下分泌大量的IL-5、IL-9和IL-13,此外,它們還能產(chǎn)生IL-6、IL-10、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)、雙調(diào)蛋白(amphiregulin,Areg)和少量的IL-4,因此,它們能快速啟動(dòng)2型免疫反應(yīng)[11]。另外,ILC2s還可接收來自上皮細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞信號的刺激,進(jìn)而調(diào)控下游效應(yīng)細(xì)胞的功能。本文將圍繞ILC2s的發(fā)育、亞群和主要功能等方面,就近年來的主要研究進(jìn)展做一綜述。
ILC2s 在胎兒肝臟和出生后的骨髓、脾臟和周圍組織中進(jìn)行初始分化。造血干細(xì)胞(hematopoietic stem cells,HSC)分化為造血多能祖細(xì)胞,包括普通髓系祖細(xì)胞和淋巴活化的多能祖細(xì)胞(lymphoid primed multipotent progenitors,LMPP)[12]。LMPP 主要誘導(dǎo)淋巴系發(fā)育,首先分化為共同淋巴祖細(xì)胞(common lymphoid progenitors,CLPs)。普遍認(rèn)為,缺乏髓系潛能的CLPs會分化為T、B和ILC祖細(xì)胞,最終產(chǎn)生所有淋巴細(xì)胞[3]。然而,最近的研究表明,一些ILC 和T 細(xì)胞可通過CLPs 非依賴性途徑從LMPP 的一個(gè)亞群LMPP+s(lin-c-KithiSca-1hiFlt3+CD 127+LMPP + s)發(fā) 育 而 來,且T 細(xì) 胞 和ILC2s 從LMPP + s 的分化比CLPs 更有效[13]。在新生兒期,LMPP + s 途徑高度活躍,而CLPs 不能有效地分化成T 細(xì)胞和ILC2s,說明LMPP+s 是T 細(xì)胞和ILC2s發(fā)育的關(guān)鍵階段。在骨髓中,CLPs和LMPP+s繼續(xù)分化發(fā)育為早期固有淋巴細(xì)胞祖細(xì)胞(early innate lymphoid cells progenitors,EILPs)。EILPs 包括兩個(gè)連續(xù)的前體階段,分別為Flt3hiZbtb16loEILPs 和FLT3loZBT16hiEILPs。T 細(xì)胞因子1(T cell factor 1,TCF-1)對于生成FLT3loZBT16hiEILPs 是必需的[14]。轉(zhuǎn)錄因子白介素3 介導(dǎo)核因子(IL-3-mediated nuclear factor,NFIL3)對于另一個(gè)常見的淋巴祖細(xì)胞(α-lymphoid progenitors,αLPs)的分化至關(guān)重要。CXCR6-αLPs 保留了T 細(xì)胞和ILCs 譜系分化潛能,而CXCR6+αLPs 僅分化為所有ILCs 譜系[15]。EILPs和αLPs 都分化為共同輔助固有淋巴祖細(xì)胞(common helper innate lymphoid cells progenitor,CHILPs)。根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子GATA 結(jié)合蛋白3(GATAbinding factor 3,GATA-3)和轉(zhuǎn)錄因子早幼粒細(xì)胞白血病鋅指(promyelocytic leukemia zinc finger,PLZF)的表達(dá),CHILPs 被分為GATA-3loPLZF-和GATA-3+PLZF+亞群。GATA-3+PLZF+CHILPs亞群被稱為固有淋巴細(xì)胞祖細(xì)胞(innate lymphoid cells progenitor,ILCPs)[16]。ILCPs 特異性表達(dá)程序性細(xì)胞死亡蛋白-1(programmed cell death protein 1,PD-1)且表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子基因Tcf7、Tox和Rorα[17]。最近有研究用Id2RFP報(bào)告小鼠發(fā)現(xiàn)骨髓ILCPs 是異質(zhì)性的,并且在體內(nèi)和體外具有廣泛的NK 細(xì)胞發(fā)育潛力[18]。ILCPs可分化為ILC1s、ILC3s和ILC2s祖細(xì)胞(ILC2 progenitors,ILC2Ps)。ILC2Ps 在功能上不成熟,在黏膜組織中可進(jìn)一步分化為成熟ILC2s。
IL-3 受體(IL-3 receptor,IL-3R)作為胎肝淋巴細(xì)胞祖細(xì)胞的表面標(biāo)志物,具有T 細(xì)胞、B 細(xì)胞、ILCs 和髓系潛能[19]。在胎兒期,表達(dá)精氨酸酶-1(arginase-1,Arg-1)的ILCPs 從胎兒肝臟遷移到腸道,并在淋巴組織器官發(fā)生部位聚集,產(chǎn)生ILCs[20]。ILC2s 通過IL-7 和Notch 信號在胎兒肝臟中進(jìn)行早期分化,而胎兒腸系膜血小板衍生生長因子受體(platelet-derived growth factor receptor α,PDGFRα)和糖蛋白38(glycoprotein 38,gp38)雙陽性的間充質(zhì)細(xì)胞可能支持ILC2s在外周的終末分化[21]。在新生兒和成人期,ILC2s 也來源于組織ILC2Ps 的分化發(fā)育。維甲酸相關(guān)孤核受體α(retinoid acid receptor related orphan receptor α,RORα)譜系示蹤確定了肺 中 的 多 能ILCPs(lin-RORα-YFP+CD127+Thy1+TBet-RORγt-IL-18Rα+ST2-),ILCPs表達(dá)早期ILCs發(fā)育所需的Tcf7,可分化為成熟的ILC2s 亞群[22]。在蠕蟲感染時(shí),肺ILCPs(IL-18Rα+ST2-)也會擴(kuò)增,分化為IL-18Rα+ST2+ILCs,最后發(fā)育為成熟的肺ILC2s(IL18Rα-ST2+)[23]。此外,大部分的外周組織ILC2s具有TCRγ鏈基因重排和TCRδ位點(diǎn)缺失,說明ILC2s可能從胸腺內(nèi)未能適當(dāng)重排TCR基因的T細(xì)胞發(fā)育而來[24]。有文獻(xiàn)報(bào)道ILC2s來自胚胎胸腺中的T細(xì)胞前體[25],而在人類胎兒胸腺中也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的非常規(guī)ILC2s(CRTH2-CCR9+)亞群[19]。
參與早期ILC和T細(xì)胞發(fā)育的幾種轉(zhuǎn)錄因子對成熟ILC2s 的生成至關(guān)重要。Tox-/-小鼠或Tcf7-/-小鼠與WT小鼠相比,成熟ILC2s的數(shù)量顯著減少[26-27]。細(xì)胞間粘附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)是ILC2s 發(fā)育所必需的。ICAM-1-/-小鼠的ILC2s 顯示細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)途徑 受損,導(dǎo)致GATA3表達(dá)和2型細(xì)胞因子的產(chǎn)生減少[28]。在發(fā)育的早期階段,成熟ILC2s維持體內(nèi)2型免疫的功能依賴GATA3。其他轉(zhuǎn)錄因子與小鼠ILC2s的發(fā)育有更密切的聯(lián)系,尤其是RORα和Bcl11b[29-30]。在RORα缺陷小鼠(RORαsg)中,ILC2s不能充分發(fā)育和發(fā)揮功能[25]。TCF-1 是ILC2s 表達(dá)ST2 的一個(gè)重要因素,TCF-1 表達(dá)的缺失會使ILC2s 產(chǎn)生2 型效應(yīng)細(xì)胞因子的能力減弱[27]。通過單細(xì)胞RNA 測序和使用多轉(zhuǎn)錄因子報(bào)告小鼠對骨髓祖細(xì)胞進(jìn)行的追蹤高維分析表明,Bcl11b和GATA3的聯(lián)合表達(dá)可以識別特定的ILC2s前體,但I(xiàn)LCPs具有高度的異質(zhì)性[31]。TGFβ信號是ILC2Ps產(chǎn)生和維持所必需的。骨髓祖細(xì)胞中TGF-β受體2(TGF-β receptor 2,TGFBR2)的缺乏導(dǎo)致ILC2s 的低效發(fā)育[32]。此外,E3 泛素連接酶VHL 是成熟ILC2s 發(fā)育的有效調(diào)節(jié)因子,先天性淋巴祖細(xì)胞中VHL的條件性缺失對早期骨髓ILC2s影響較小,但會使外周非淋巴組織中成熟ILC2s 的數(shù)量減少,導(dǎo)致2型免疫反應(yīng)降低[33]。
ILC2s 細(xì)胞通常被認(rèn)為是對IL-33 或IL-25 有反應(yīng)的一類細(xì)胞。在2型免疫小鼠模型中,ILC2s細(xì)胞可以分為兩個(gè)不同的亞群:組織駐留的天然ILC2s細(xì)胞(natural ILC2s,nILC2s)和具有遷移能力的炎性ILC2s 細(xì)胞(inflammatory ILC2s,iILC2s)。nILC2s 的標(biāo)記為lin-IL-7Rα+c-kit+Thy1highKLRG1intST2+IL-17RB-,而iILC2s 的標(biāo)記為lin-IL-7Rα+c-kitlowThy1lowKLRG1highST 2-IL-17RB+[34]。不同的ILC2s有不同的表型和細(xì)胞因子反應(yīng)性。nILC2s 天然存在于肺中并主要對IL-33產(chǎn)生反應(yīng)。在新生小鼠的大多數(shù)淋巴組織或?qū)嵸|(zhì)組織中并沒有發(fā)現(xiàn)iILC2s的存在,但在IL-25刺激后,可在肺、腸系膜淋巴結(jié)、脾和肝中誘導(dǎo)產(chǎn)生大量iILC2s,骨髓和外周血中也可以檢測到這些細(xì)胞[35]。與穩(wěn)態(tài)條件下已經(jīng)存在于組織中的nILC2不同,iILC2是在誘導(dǎo)2型炎癥或暴露于上皮警報(bào)素(alarmin)時(shí)產(chǎn)生的,具有進(jìn)入循環(huán)的能力[36-38]。IL-33通過誘導(dǎo)色氨酸羥化酶1(tryptophan hydroxylase 1,Tph1)促進(jìn)iILC2s的產(chǎn)生[36]。在小鼠中,這些遷移的iILC2是2型細(xì)胞因子的主要早期來源[39]。堿性亮氨酸拉鏈類ATF轉(zhuǎn)錄因子(basic leucine zipper ATF-Like transcription factor,BATF)為小鼠iILC2功能的重要調(diào)節(jié)因子,參與宿主對蠕蟲感染的保護(hù)[37]。iILC2s和nILC2s的功能也存在差異。nILC2s可以分泌Areg,導(dǎo)致呼吸道病毒感染后上皮細(xì)胞分化和增殖[40]。Arg1在nILC2s中的選擇性缺失會導(dǎo)致蠕蟲感染引起的肺氣腫惡化[41]。蠕蟲感染或腹腔注射外源性IL-25時(shí),iILC2s在小腸內(nèi)擴(kuò)增,但經(jīng)鼻給予外源性IL-25不會在肺部誘導(dǎo)iILC2s[39]。在腸道中產(chǎn)生的iILC2s能夠遷移到肺等其他器官,細(xì)胞因子激活局部iILC2s后誘導(dǎo)其增殖,通過淋巴結(jié)遷移和血液擴(kuò)散,從而使2型炎癥反應(yīng)變?yōu)槿矸磻?yīng)[38]。轉(zhuǎn)錄組分析揭示了一個(gè)與小鼠iILC2s 相似的人類炎癥性ILC2s 群體,可通過CD45RO的表達(dá)在炎癥黏膜組織中對該群體進(jìn)行特異性標(biāo)記。炎癥性CD45RO+ILC2s與疾病嚴(yán)重程度以及治療皮質(zhì)類固醇耐藥性相關(guān)[42]。
產(chǎn)生IL-10 的ILC2s 被稱為ILC210s 細(xì)胞,可在IL-33、IL-2 和IL-7 以及維甲酸(retinoic acid,RA)存在的培養(yǎng)條件下,從人或小鼠ILC2s誘導(dǎo)產(chǎn)生,控制ILC2s引發(fā)的2型免疫反應(yīng)[43]。在體內(nèi)肺CD103+CD 11b-樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)產(chǎn)生的RA 可能參與了ILC210s 的功能調(diào)控[43]。反復(fù)鼻內(nèi)接觸過敏原會在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生肺ILC210s,轉(zhuǎn)錄因子RUNX1 和RUNX3 可在調(diào)節(jié)ILC210s 中發(fā)揮關(guān)鍵作用[44]。IL-4 刺激ILC210s 細(xì)胞使轉(zhuǎn)錄因子cMaf 和Blimp-1 的信號傳導(dǎo)增加,從而誘導(dǎo)IL-10 的產(chǎn)生和分泌[45]。ILC210s 細(xì)胞在變應(yīng)原疾病的免疫治療中也可能發(fā)揮了重要調(diào)節(jié)作用[46]。
在健康個(gè)體的外周血中,根據(jù)c-Kit的表達(dá)也可以將ILC2s 分成兩個(gè)不同亞群,即c-KithiILC2s 和c-KitloILC2s[47]。與c-KithiILC2s 相比,c-KitloILC2s 產(chǎn)生更多的2 型細(xì)胞因子。在特定誘導(dǎo)條件下,c-KithiILC2s 可產(chǎn)生IL-17 或IFN-γ,表明c-KitloILC2s代表成熟的ILC2s,而c-KithiILC2s 可能是一種更不成熟和可塑性更強(qiáng)的ILC2s[47]。
ILC2s作為許多2型炎癥性疾病的免疫介質(zhì),在哮喘發(fā)病機(jī)制中起重要作用。病原體、過敏原暴露或氣道上皮屏障功能受損會增強(qiáng)氣道上皮黏膜通透性,使上皮細(xì)胞源性細(xì)胞因子胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)、IL-25 和IL-33 釋放,它們分別通過各自的受體TSLPR、IL-17RB和ST2以非抗原依賴的方式激活I(lǐng)LC2s[48]。肺中TSLP的過度表達(dá)導(dǎo)致氣道高反應(yīng)性,TSLPR缺陷小鼠的2 型反應(yīng)減輕[49]。IL-25 在過敏原暴露后的肺上皮細(xì)胞中表達(dá),腹腔或鼻腔給藥外源性IL-25促進(jìn)了2 型反應(yīng)。在哮喘模型中IL-25 缺陷的小鼠氣道高反應(yīng)性降低[50]。一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome wide association study,GWAS)確定了哮喘相關(guān)的一些基因,其中包括IL-33 及其受體ST2[51]。骨髓ILC2s 和IL-33-ST2 軸是調(diào)節(jié)哮喘有希望的靶點(diǎn)[52]。IL-33是比IL-25更有效的ILC2s激活劑,可刺激ILC2s 大量分泌關(guān)鍵效應(yīng)細(xì)胞因子IL-5 和IL-13,這兩種細(xì)胞因子與過敏性氣道炎癥的發(fā)生有關(guān)[53]。在過敏原激發(fā)時(shí),血管緊張素Ⅱ(angiotensin II,Ang II)以細(xì)胞固有和IL-33依賴的方式促進(jìn)ILC2s反應(yīng),增強(qiáng)哮喘氣道炎癥的發(fā)生[54]。在papain 或IL-33 誘導(dǎo)的過敏性哮喘中,干擾素調(diào)節(jié)因子7(interferon regulatory factor 7,IRF7)在轉(zhuǎn)錄因子Bcl11b 的介導(dǎo)下調(diào)節(jié)肺ILC2s,可能對過敏性哮喘有免疫治療價(jià)值[55]。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些ILC2s誘導(dǎo)哮喘的負(fù)調(diào)節(jié)因子。在IL-33和鏈格孢菌誘導(dǎo)的小鼠模型中,白細(xì)胞相關(guān)免疫球蛋白樣受體-1(leukocyte-associated immunoglobulin-like receptor 1,LAIR-1)的缺乏可導(dǎo)致ILC2s 依賴性氣道高反應(yīng)加劇,Lair1敲低后細(xì)胞因子產(chǎn)生增加[56]。說明LAIR-1作為抑制性免疫受體,可能成為治療肺ILC2s介導(dǎo)的過敏性哮喘疾病的潛在治療靶點(diǎn)。RNA降解酶Regnase-1也可以負(fù)向調(diào)節(jié)ILC2s 功能,控制Regnase-1 的降解也是ILC2s 引起的過敏性哮喘疾病潛在的治療手段[57]。周潔等人[58]的研究發(fā)現(xiàn)膽紅素作為ILC2s 的內(nèi)源性抑制劑,可能在過敏性氣道炎癥方面具有潛在的治療價(jià)值。腺苷-腺苷受體A2A 信號也可以負(fù)向調(diào)節(jié)ILC2s,保護(hù)氣道免受炎癥反應(yīng),為過敏性氣道炎癥中ILC2s的調(diào)節(jié)機(jī)制提供了新的線索[59]。多形核-髓源性抑制細(xì)胞(polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells PMN-MDSCs)可以有效抑制ILC2s的細(xì)胞因子產(chǎn)生,從而減輕氣道炎癥,可以作為ILC2s介導(dǎo)的過敏性哮喘的有效治療靶點(diǎn)[60]。
ILC2s和脂質(zhì)介質(zhì)之間的相互作用也在調(diào)節(jié)哮喘的病理生理學(xué)中起主要作用。ILC2s產(chǎn)生的前列腺素D2(prostaglandin D2,PGD2)以旁分泌或自分泌方式對細(xì)胞因子誘導(dǎo)的ILC2s 激活至關(guān)重要,在促進(jìn)哮喘患者ILC2s 的遷移和激活中發(fā)揮關(guān)鍵作用[61]。白三烯C4(leukotriene C4,LTC4)也通過其受體cysLTR1 激活I(lǐng)LC2s[62]。哮喘小鼠模型中也證明了LTC4、白三烯D4(leukotriene D4,LTD4)和PGD2都會加重哮喘疾?。?3]。IL-33和白三烯協(xié)同誘導(dǎo)的ST2+ILC2s可產(chǎn)生IL-17,也會加重哮喘癥狀[64]。然而,某些脂質(zhì)介質(zhì)會抑制ILC2s功能,從而減輕哮喘炎癥癥狀。例如,前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)在體外抑制GATA3 和ST2 的表達(dá),并抑制ILC2s 的激活[65]。此外,環(huán)加氧酶(cyclooxygenase,COX)途徑抑制ILC2s 反應(yīng),可能是由于PGE2 抑制氣道上皮細(xì)胞釋放IL-33,從而抑制真菌過敏原暴露后的氣道炎癥[66]。
臨床研究進(jìn)一步表明了ILC2s與哮喘之間的緊密聯(lián)系。與健康對照組相比,過敏性哮喘患者的血液ILC2s比例增加[67]。在用糖皮質(zhì)激素治療后,哮喘患者循環(huán)中ILC2s 的比例在1 個(gè)月和3 個(gè)月都顯著降低[68]。哮喘患者在過敏原激發(fā)后痰中總ILC2s、2型細(xì)胞因子陽性的ILC2s 以及死亡受體3(death receptor 3,DR3)陽性的ILC2s增加[69-70]。此外,哮喘患者支氣管肺泡灌洗液中ILC2s也增加,ILC2s的比例與肺泡灌洗液嗜酸性粒細(xì)胞和肺功能呈正相關(guān)[71]。哮喘患者肺泡灌洗液ILC2s數(shù)量增加與PGD2和C-XC 基序趨化因子配體12(C-X-C motif chemokine ligand 12,CXCL12)的增加有關(guān),PGD2和CXCL12介導(dǎo)了ILC2s從血液向氣道的募集[72]。ILC2s在病毒誘導(dǎo)的哮喘發(fā)作的發(fā)病機(jī)制中也有潛在作用[73]。
到目前為止,大多數(shù)數(shù)據(jù)表明ILC2s通常會促進(jìn)腫瘤發(fā)生。ILC2s 促腫瘤功能通常依賴于ILC2s-髓樣抑制細(xì)胞(myeloid derived suppressor cell,MDSCs)免疫調(diào)節(jié)軸。另一促腫瘤機(jī)制為ILC2s抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤殺傷。在肺轉(zhuǎn)移的情況下,ILC2s在肺組織中招募嗜酸性粒細(xì)胞,并通過調(diào)節(jié)炎癥轉(zhuǎn)移灶的代謝環(huán)境來對抗NK細(xì)胞的抗轉(zhuǎn)移功能[74]。
然而,最近的研究表明ILC2s 也可以發(fā)揮抗腫瘤作用。在RORα-/-小鼠中,腫瘤生長速度和循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cells,CTC)的比例顯著提高,并且導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)端器官。腫瘤浸潤性ILC2s可在IL-33的作用下從肺和其他組織動(dòng)員進(jìn)入腫瘤,而后與DC一起介導(dǎo)腫瘤免疫監(jiān)視以增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)和抑制腫瘤轉(zhuǎn)移[75]。局部IL-33的產(chǎn)生使ILC2s 增加,從而招募嗜酸性粒細(xì)胞抑制淋巴瘤細(xì)胞EL4的生長。ILC2s通過產(chǎn)生趨化因子CXCL2對表達(dá)其受體CXCR2 的腫瘤細(xì)胞具有直接的細(xì)胞毒性作用,從而起到抗腫瘤作用[76]。ILC2s為參與黑色素瘤免疫的關(guān)鍵免疫細(xì)胞。ILC2s上的PD-1高表達(dá)與PD-L1在腫瘤細(xì)胞上的高表達(dá)呈正相關(guān),而PD-1對ILC2s起免疫抑制作用,腫瘤浸潤的ILC2s 表達(dá)PD-1使ILC2s在腫瘤內(nèi)積累、增殖和抗腫瘤效應(yīng)功能受到限制。。將IL-33驅(qū)動(dòng)的ILC2s激活與PD-1阻斷相結(jié)合,可以在體內(nèi)顯著增加抗腫瘤反應(yīng)[77]。在人類結(jié)直腸癌中,腫瘤浸潤性ILC2s也表達(dá)PD-1,但表達(dá)水平不同。PD-1hiILC2s 促進(jìn)腫瘤生長,PD-1loILC2s 則沒有這種作用[78]。在另一研究中,IL-33 和抗PD-1 協(xié)同作用限制原位胰腺腫瘤的生長[79]。雖然IL-33-ILC2s-嗜酸性粒細(xì)胞軸抑制腫瘤生長,但腫瘤源性乳酸減弱了ILC2s 的功能和存活率,說明ILC2s 對腫瘤的抑制作用受到乳酸代謝的調(diào)節(jié)[80]。蘇冰等[81]最近在大腸癌患者中發(fā)現(xiàn)了腫瘤特異性ILC2s 亞群。信號淋巴細(xì)胞激活分子家族成員1(signaling lymphocytic activation molecule family member 1,SLAMF1)被發(fā)現(xiàn)在腫瘤特異性ILC 上選擇性表達(dá),且SLAMF1 是大腸癌中的抗腫瘤生物標(biāo)志物。
ILC2s在維持組織穩(wěn)態(tài)和全身代謝中起重要作用。與IL-33 刺激的Th2 細(xì)胞相比,ILC2s 有更高的糖酵解能力[41]。然而,氧化磷酸化和糖酵解之間的平衡轉(zhuǎn)向糖酵解會影響ILC2s的發(fā)育,使ILC2s的效應(yīng)功能缺失[33,82]。ILC2s 前體和成熟ILC2s 都表達(dá)高水平的代謝酶Arg1[41]。Arg1 在糖代謝的調(diào)節(jié)中起作用,可以促進(jìn)活化ILC2s 的糖酵解能力。腸道ILC2s的代謝特征是脂肪酸(fatty acid,F(xiàn)A)代謝,因此,腸道ILC2s組成性地獲得大量細(xì)胞外FA。脂肪酸氧化(fatty acid oxidation,F(xiàn)AO)對于ILC2s內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定是不可或缺的。ILC2s在代謝上可以優(yōu)先使用脂質(zhì)燃料的FAO 來支持它們在病原體誘導(dǎo)的炎癥期間的增殖和效應(yīng)功能,以防止蠕蟲感染[83]。除腸道ILC2s外,F(xiàn)AO對肺ILC2s介導(dǎo)過敏性炎癥也很重要[82]。在缺乏維生素A 或其代謝產(chǎn)物RA 的情況下,F(xiàn)A攝取量增加和FAO增強(qiáng)導(dǎo)致ILC2s的數(shù)量增加及功能增強(qiáng)[83-84]。
ILC2s高度表達(dá)過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)和PD-1。PPARγ 可以調(diào)節(jié)PD-1 的表達(dá),PD-1 在ILC2s中充當(dāng)代謝檢查點(diǎn),從而影響ILC2s活化和增殖[85]。PD-1 缺乏使ILC2s 代謝向糖酵解、谷氨酰胺分解和蛋氨酸分解代謝轉(zhuǎn)變[86]。在過敏原誘導(dǎo)的氣道炎癥中,肺ILC2s增加了對外部脂質(zhì)和葡萄糖的攝取。外源性脂肪酸可儲存在脂滴中,轉(zhuǎn)化為磷脂,促進(jìn)肺ILC2s的增殖。這一代謝過程受IL-33和Pparγ、Dgat1基因的調(diào)控,而這兩個(gè)基因均受葡萄糖利用率和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號的控制[87]。PPARγ通過ST2的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)增強(qiáng)過敏性氣道炎癥期間ILC2s 的功能[88]。最近研究表明了PPARγ的代謝調(diào)節(jié)是肺和脂肪組織中IL-33介導(dǎo)的ILC2s活化所必需的,而CD36和脂肪酸攝取是ILC2s和PPARγ潛在配體的必要能量來源[89]。PPARγ對IL-33依賴的ILC2s促腫瘤生成也起到關(guān)鍵作用[90],說明ILC2s促腫瘤作用可能依賴于細(xì)胞代謝。此外,ILC210s產(chǎn)生IL-10依賴于從脂肪酸氧化途徑到糖酵解途徑的代謝轉(zhuǎn)變[45]。有研究表明,腸道微生物來源的短鏈脂肪酸代謝物可抑制ILC2s 代謝,并抑制組蛋白去乙?;?,從而抑制GATA3 表達(dá)、ILC2s 增殖和Th2 型細(xì)胞因子的產(chǎn)生[91]。雖然ILC2s在最初激活時(shí)需要葡萄糖,但它們隨后依賴于自噬和微環(huán)境脂質(zhì)的獲得來進(jìn)行合成代謝過程[87,91]。最近郭曉歡等人[92]證明了線粒體STAT3-蛋氨酸代謝途徑可以調(diào)控ILC2s 的效應(yīng)功能。STAT3 缺乏、抑制STAT3 線粒體易位或阻斷蛋氨酸代謝可顯著抑制ILC2s過敏反應(yīng)并改善過敏性肺部炎癥。這也使得代謝通路相關(guān)蛋白有希望成為過敏性肺部炎癥的潛在治療靶點(diǎn)。
在白色脂肪組織(white adipose tissue,WAT)中ILC2s介導(dǎo)的ST2信號可能成為改善糖代謝的新治療靶點(diǎn)。小鼠中ST2的缺乏使WAT中的ILC2s減少,而具有ILC1樣特征的前體ILC2s(ex-ILC2s)增加,并且脂肪代謝顯著紊亂。通過移植來自WT小鼠骨髓的ILCs 可顯著改善ST2-KO小鼠的葡萄糖耐量受損和內(nèi)臟脂肪肥胖[93]。AMP 依賴的蛋白激酶(AMPdependent protein kinase,AMPK)是生物能量代謝調(diào)節(jié)的關(guān)鍵分子。在脂肪組織中,脂聯(lián)素通過AMPK介導(dǎo)IL-33信號的負(fù)調(diào)節(jié)作用來調(diào)節(jié)ILC2s的功能[94]。
總之,ILC2s 是調(diào)節(jié)2 型免疫功能的“組織哨兵”,在體內(nèi)分布廣泛且功能復(fù)雜。經(jīng)過近些年對ILC2s 細(xì)胞的研究,目前人們對ILC2s 的發(fā)育分化、分類及功能等多方面有了更為深入的了解,但這些可能只是揭開了ILC2s生物學(xué)“面紗”的一角。未來需要繼續(xù)探究與ILC2s 相關(guān)的更為廣闊的研究領(lǐng)域,整合利用更為先進(jìn)的研究手段,揭示更多關(guān)于ILC2s的生物學(xué)秘密與機(jī)制,為基于ILC2s的分子靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與臨床防治手段的研發(fā)奠定基礎(chǔ),使ILC2s細(xì)胞也像其他免疫細(xì)胞一樣作為預(yù)防與治療疾病的靶點(diǎn),為人類疾病的免疫療法提供新方案。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突
山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)學(xué)報(bào)2022年9期