先天淋巴细胞(ILCs)

先天淋巴细胞(Innate lymphoid cells ,ILCs)也是淋巴细胞,但是缺少适应性抗原受体,所以属于先天淋巴细胞,包括:ILC1s,ILC2s,ILC3s,NK,LTi。他们大多驻留在组织中,和组织的纤维密切联系在一起。

ILCs发育

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图片源于文献1

和T,B细胞发育一样,ILCs起源于共同淋巴祖细胞(common lymphoid progenitors,CLP),到了共同先天淋巴祖细胞(common innate lymphoid progenitors,CILP)则开始了属于先天淋巴细胞的发育过程。

  1. NK细胞祖细胞(NKP)进而分化为NK细胞

  2. 共同辅助先天淋巴祖细胞(common helper innate lymphoid progenitors,CHILP),进而分化为两支:

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NK细胞祖细胞(NKP)进而分化为NK细胞

共同辅助先天淋巴祖细胞(common helper innate lymphoid progenitors,CHILP),进而分化为两支:

1)先天淋巴细胞祖细胞,再分化为ILC1,ILC2,ILC3

2)淋巴组织诱导细胞祖细胞(lymphoid tissue inducer progenitors,LTiP),分化为LTi(LTi是淋巴结形成的重要细胞,参考阅读:淋巴结的建筑师:淋巴结基质细胞 )

ILCs免疫功能

图片源于文献1

2013年Hergen Spits等人撰文,对当时比较混乱的先天淋巴细胞分类表征进行了规范,形成了现在通用的命名规则(文献2)。

  • NK细胞和ILC1属于Group1,分泌典型细胞因子IFN-γ等,功能上对胞内病原(病毒和肿瘤)发生免疫应答;
  • ILC2细胞属于Group2,分泌典型细胞因子IL-4,IL-5,IL-13等,功能上对胞外大的病原寄生虫和过敏原发生免疫应答;
  • ILC3和LTi属于Group3,分泌典型细胞因子IL-17,IL-22等,对胞外微生物(细菌,真菌)发生免疫应答。LTi,主要参与形成刺激淋巴结。

非免疫功能

代谢

图片源于文献1

脂肪组织中驻留了很多不同种类的免疫细胞,ILCs中ILC2功能最为重要。

ILC2在廋个体中起着维持代谢稳态的作用,如果出现功能不全,则引起Th1型炎症和肥胖。ILC2驻留在内脏脂肪组织,靠IL-33来维持。

ILC2分泌IL-5维持嗜酸性粒细胞,分泌IL-13促进巨噬细胞向M2极化,调节脂肪代谢和胰岛素抵抗。

在内脏脂肪组织中,也发现了异质性的ILC1和NK细胞,功能不一致。

组织重塑和修复

图片源于文献1

  • ILC3分泌IL-22诱导上皮细胞表达抗菌肽,保护损伤部位免受细菌感染。
  • ILC1和NK细胞,本身是细胞毒性淋巴细胞,另外分泌IFN-γ保护免受病原微生物感染,另外消化死亡细胞及碎片,方便组织再生。
  • ILC2s在组织修复和重塑中,作用突出。Th2型细胞免疫介导清除蠕虫等大的微生物及过敏病原体等。如在肠道,蠕虫感染,会刺激肠道的簇细胞和刷细胞分泌IL-25,IL-25激活ILC2s, 进而分泌IL-13,IL-13又可以驱动上皮细胞分化为分泌细胞,形成正反馈,促进组织重塑,并驱除大的病原体。免疫激活以清除病原体,同时也会伴随组织损伤。ILC2s限制组织损伤范围扩大,机制包括:分泌AREG,结合其受体EGFR,促进上皮细胞分化修复受损区域;分泌AREG和IL-13,促进纤维化反应,包括肌成纤维细胞分化,增殖,细胞外基质沉积等;ILC2s是早期IL-5的重要来源,IL-5招募和激活嗜酸性粒细胞,嗜酸性粒细胞分泌的IL-4,促进纤维脂肪祖细胞的增殖,阻止其向脂肪细胞分化,损伤发生后向纤维细胞分化。

ILC2s在组织修复和重塑中,作用突出。Th2型细胞免疫介导清除蠕虫等大的微生物及过敏病原体等。如在肠道,蠕虫感染,会刺激肠道的簇细胞和刷细胞分泌IL-25,IL-25激活ILC2s, 进而分泌IL-13,IL-13又可以驱动上皮细胞分化为分泌细胞,形成正反馈,促进组织重塑,并驱除大的病原体。免疫激活以清除病原体,同时也会伴随组织损伤。ILC2s限制组织损伤范围扩大,机制包括:分泌AREG,结合其受体EGFR,促进上皮细胞分化修复受损区域;分泌AREG和IL-13,促进纤维化反应,包括肌成纤维细胞分化,增殖,细胞外基质沉积等;ILC2s是早期IL-5的重要来源,IL-5招募和激活嗜酸性粒细胞,嗜酸性粒细胞分泌的IL-4,促进纤维脂肪祖细胞的增殖,阻止其向脂肪细胞分化,损伤发生后向纤维细胞分化。

神经系统调节ILCs功能

图片源于文献1

神经系统敏锐的感知机体环境的变化,当对于病原微生物或者损伤的免疫反应/炎症反应过度时,机体通过下丘脑-垂体- 肾上腺轴,释放糖皮质激素。ILC1和NK细胞表达糖皮质激素受体,在结合糖皮质激素后,NK细胞在脾脏肝脏产生IFN-γ以及ILC1在肝脏产生IFN-γ的能力减弱,IFN-γ是内毒素引起的感染性休克的重要因素。

神经肽和神经递质是神经系统和免疫系统相互作用的介质。ILCs表达神经肽和神经递质的受体。

  • β2AR(β2-adrenergic receptor,是肾上腺素和去甲肾上腺素受体):抑制ILC2的增殖和功能;
  • NMUR1(NMU受体):调节ILC2,维持肠道的Th2型保护性免疫;
  • VPAC1/2 (vasoactive intestinal peptide receptor,VIP受体):调节IL-5的产生,维持粘膜屏障稳态;
  • CALCRL(calcitonin receptor-like,CGRP的受体):参与Th2型哮喘

ILCs的标志物

图片源于文献1

喵评:ILCs最近10年有非常多的工作,作为和Th1,Th2,Th17相呼应的先天免疫细胞,驻留在组织中,和NK一样,战斗在防御的第一线。

主要参考文献

  1. Eric Vivier et al, Innate Lymphoid Cells: 10 Years On,Cell . 2018 Aug 23;174(5):1054-1066.
  2. Hergen Spits et al,Innate lymphoid cells--a proposal for uniform nomenclature,Nat Rev Immunol . 2013 Feb;13(2):145-9.

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