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Science:揭示ILC3经训练后在肠道粘膜中产生先天性的免疫记忆

2022年3月7日讯/生物谷BIOON/—先天免疫系统在调节宿主与微生物的相互作用方面发挥着关键作用,特别是在对入侵粘膜的病原体提供保护。如今,在一项新的研究中,来自法国国家健康与医学研究院(INSERM)和巴斯德研究所的研究人员利用一种肠道感染模型,发现先天效应细胞—先天淋巴细胞3型(ILC3)–不仅在感染的早期阶段发挥作用,而且还可以经训练后产生一种先天形式的免疫记忆,可以在再次感染时保护宿主。相关研究结果近期发表在Science期刊上,论文标题为“Trained ILC3 responses promote intestinal defense”。

防治大肠杆菌感染是一项重大的公共卫生挑战。大肠杆菌是导致肠道疾病或胃肠道出血的罪魁祸首。这些存在于饮用水或食物中的细菌可以引起与急性肠道炎症有关的持续腹泻。因此,肠致病性和肠出血性大肠杆菌造成了全球近9%的儿童死亡。

肠道粘膜藏有一种复杂的防御系统,使其能够对抗病原体感染,同时保持对共生菌群的耐受性,这对正常的身体功能至关重要。这种持续的监视是由先天免疫系统完成的,它在感染后的最初几个小时提供早期防御。然后,适应性免疫系统通过激活B细胞和T细胞表面表达的特定受体,对遇到的病原体形成记忆,从而使保护性抗体和炎症性细胞因子得以产生。与适应性免疫系统在长期耐受和保护中明确确立的功能不同,先天免疫系统在免疫记忆中的作用仍有待确定。


ILC3回路协调适应性免疫反应。图片来自Frontiers in Immunology, 2020, doi:10.3389/fimmu.2020.00116。

在2008年,由INSERM科学家James Di Santo领导的一个研究团队描述了ILC3是一类新的淋巴细胞家族,不同于适应性T细胞和B细胞。ILC3通过产生诸如IL-22之类的促炎性细胞因子在先天免疫反应中发挥重要作用,特别是在肠道粘膜。这种细胞因子释放激活了上皮细胞抗菌肽的产生,从而减少细菌负荷,以维持肠道屏障的完整性。

在这项新的研究中,这些作者使用了一种创新方案,使免疫系统暴露于基于鼠柠檬酸杆菌(大肠杆菌感染的小鼠模型)的时间限制性肠道细菌挑战。他们观察到,ILC3在暴露于鼠柠檬酸杆菌(Citrobacter rodentium)后在激活状态下持续了几个月。在第二次感染期间,这些“经过训练”的ILC3通过增强的增殖和大量产生IL-22,具有控制感染的卓越能力。论文第一作者、INSERM科学家Nicolas Serafini解释说,“我们的研究表明,肠道ILC3获得了一种记忆,以加强肠道粘膜对反复感染的防御能力。”

论文通讯作者、INSERM科学家James Di Santo评论说,“在肠道粘膜中‘训练’先天免疫系统的能力为改善人体对导致人类疾病的各种病原体的防御铺平了道路。”

这些发现展示了一种新的抗菌免疫防御机制,从长远来看,可能会导致治疗肠道疾病(炎症性肠病或癌症)的新型治疗方法。(生物谷 Bioon.com)