肺免疫是对抗所有肺部疾病的关键,包括新型冠状病毒肺炎、肺炎、肺癌、哮喘和慢性阻塞性肺病。肺免疫不同于一般生物医学研究和干预的重点——全身免疫,但影响肺免疫建立和调控的因素大多尚不清楚。

现在,一项新的研究揭示了肺细胞在引导免疫系统中的作用。来自波士顿大学医学院(BUSM)的研究人员发现,肺中的免疫控制是由排列在空气空间中的上皮细胞完成的,使用一种专门的面向免疫的分子MHC-II。根据发表研究报告的科学家的说法,这种上皮性MHC-II对于定位和编写肺内被称为常驻记忆T (TRM)淋巴细胞的高度专门化免疫细胞至关重要。肺上皮细胞抗原呈递指向CD4+TRM细胞功能和调节免疫屏障”)自然通讯

“屏障组织中充满了功能性塑料CD4+常驻内存TRM)细胞。屏障上皮是否调节CD4+TRM细胞的位置、可塑性和活动仍不清楚。在这里,我们报道了肺上皮细胞,包括独特的表面活性蛋白C (SPC)MHC上皮细胞是解剖分离的临时动态抗原提呈细胞。在体内消融肺上皮组织MHC-II导致CD4的定位改变+TRM研究人员写道。

“在上皮性MHC-II诱导CD4缺失的情况下,反复遭遇同源抗原+TRM细胞共同表达几种经典的拮抗谱系界定转录因子,改变其细胞因子谱,并导致免疫屏障失调。此外,PD-L1的表面表达需要肺上皮组织MHC-II,它与配体PD-1结合抑制肺CD4+TRM细胞表型。因此,我们建立了上皮抗原呈递作为CD4的关键调节因子+TRM细胞功能和识别上皮细胞cd4+TRM细胞免疫相互作用是屏障免疫的核心要素。”

“肺上皮细胞通常预想为支持呼吸功能,而据悉,mhc ii连接免疫细胞的免疫细胞,因此,发现对肺上皮细胞mhc ii告诉TRM细胞去哪里和做什么在肺新颖和意外,”通讯作者Joseph Mizgerd解释道,他是BUSM的医学、微生物学和生物化学教授。

利用人体模型和实验模型

通过分析来自人类和实验模型的肺上皮细胞,研究人员了解到,所有不同类型的上皮细胞都表达MHC-II,并在感染期间增加其表达。MHC-II唯一已知的功能是教育CD4免疫细胞+T细胞。在细胞培养中,肺上皮细胞可以使用这种分子来告诉T细胞该做什么,这样它们就能够对可能导致感染的微生物做出适当的反应。

仅在肺上皮细胞上中断MHC-II导致CD4的数量、类型和位置异常+肺部的T细胞,而不是血液,这表明这些特定的肺细胞负责指挥肺部免疫。

“我们的研究表明,肺上皮细胞类似于看门人,其任务是适当指示CD4 TRM细胞前哨的位置和它们对抗未来感染的能力。考虑到TRM细胞除了在肺炎中的保护作用外,还在抗击癌症和引发哮喘方面发挥着关键作用,我们的发现在理解、预防和治疗多种肺部疾病方面具有更大的意义,”BUSM肺中心博士后科学家、第一作者Anukul Shenoy博士指出。

除了表明肺上皮细胞利用MHC-II组织肺中的免疫系统外,该研究还揭示了两个从主要发现中衍生出来的意外发现。首先,其他面向免疫的分子依靠MHC-II到达细胞表面,在那里它们可以与其他细胞相互作用,完成免疫指令。第二,肺上皮细胞上缺乏MHC-II导致局部肺免疫系统发生变化,这反映了免疫靶向癌症治疗(“检查点抑制剂疗法”)罕见但严重的结果。

“这导致这些癌症治疗的发现一个分子的目标是一个分子,取决于mhc ii获得细胞表面,和建议从检查站抑制剂疗法可能会导致有害的副作用从抑制肺上皮细胞,免疫细胞指导的“Mizgerd说。

研究人员指出,干预(包括预防和治疗)可以设计成利用肺上皮细胞调节肺免疫的能力。

“通过这种方式,我们将能够在肺炎和/或癌症期间使用患者自己的肺上皮细胞开启TRM细胞的保护作用,同时能够在必要时关闭它们在哮喘期间的病理作用,”Shenoy解释说。