神经介素U激活的2型固有淋巴细胞在脓毒症急性肺损伤中的作用机制研究

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目的:脓毒症是危急重症的常见并发症,且死亡率居高不下,严重威胁人类健康。急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是脓毒症最常见的并发症之一,大量炎症因子的释放与肺脏组织损伤程度密切相关,但其免疫调控过程及炎症因子的级联反应尚未完全明确。既往研究发现白介素17A(Interleukin-17A,IL-17A)在宿主抵抗病原体感染中发挥重要作用,其水平在脓毒症患者血液中显著上调,可改善患者预后。近年来发现一些先天性免疫细胞,如2型固有淋巴细胞(group 2 innate lymphoid cells,ILC2s),γδT细胞等,也可分泌IL-17A并在宿主抵御粘膜感染的过程中发挥重要作用。然而,ILC2s及IL-17A在脓毒症ALI时的调控因素及作用机制仍未完全被阐明。ILC2s的神经系统调控是近年来的研究热点,在脓毒症ALI中神经介素是否参与调控ILC2s却尚未完全阐明。因此,本课题拟深入探究脓毒症模型中肺脏组织中ILC2s及IL-17A的表达变化情况及其调控机制,以阐述脓毒症的炎症级联反应,为发现脓毒症的治疗靶点提供一定的理论依据。方法:本研究采用盲肠结扎穿孔手术(Cecal ligation and puncture,CLP)诱导野生型(C57BL/6J)小鼠脓毒症模型。在CLP后特定时间点分别提取小鼠肺脏组织,采用流式细胞术及实时荧光定量PCR等方法检测ILC2s、γδT细胞、IL-17A、神经介素U(Neuromedin U,NMU)和1型NMU受体(NMUR1)的表达水平。分选小鼠肺脏组织ILC2s与γδT细胞进行离体共培养,测定共培养系统中的γδT细胞数量和IL-17A表达变化。为野生型小鼠注射外源性NMU,再检测ILC2s、γδT细胞及IL-17A的表达变化。为明确NMU对ILC2s及γδT细胞下游的调控作用,我们利用CRISPR/Cas9法下调ILC2s表达的nmur1基因的表达,再将其与肺脏γδT细胞共培养并给予NMU刺激,检测γδT细胞及IL-17A的表达变化。为明确ILC2s所释放的IL-9对γδT细胞的作用,我们采用CRISPR/Cas9技术下调ILC2s表达的Il-9基因,再测定共培养系统中的γδT细胞数量和IL-17A浓度变化情况。结果:脓毒症模型肺脏组织中IL-17A的蛋白质及m RNA水平均显著上调,流式细胞学检测结果表明ILC2s及γδT细胞的细胞数及比例均明显上调。进一步分析发现,γδT细胞是脓毒症模型中肺脏组织IL-17A的主要来源。而将肺脏ILC2s和γδT细胞进行离体共培养时发现,ILC2s可以上调γδT细胞数量,并促进后者分泌IL-17A,提示ILC2s可能通过调控γδT细胞发挥下游免疫作用。此外,我们也检测到脓毒症肺脏中NMU的表达显著上调,ILC2s所表达的nmur1也明显上调。肺脏nmur1特异性表达于ILC2s而不表达于γδT细胞。在给小鼠腹腔注射NMU后,肺脏ILC2s、γδT细胞及其分泌的IL-17A均出现显著升高;而在ILC2s和γδT细胞的离体共培养模型中也得到了类似的结果。通过CRISPR/Cas9技术下调特异性表达于ILC2s的nmur1基因后,我们发现NMU通过ILC2s对γδT细胞的刺激作用明显受到抑制,以上结果提示NMU通过与表达于ILC2表面的NMUR1结合,发挥下游调控作用。为进一步明确ILC2s对γδT细胞的调控机制,我们将肺脏ILC2s和γδT细胞进行离体共培养,并予以NMU外源性刺激,发现ILC2s可分泌大量的IL-9。进一步以CRISPR/Cas9技术特异性敲除ILC2s所表达的Il9基因后,再将该细胞与γδT细胞共培养,研究发现ILC2s对γδT细胞及IL-17A的上调作用均明显受到抑制。结论:研究发现脓毒症肺脏组织中NMU表达显著上调,NMU通过结合NMUR1特异性刺激ILC2s,进而刺激γδT细胞的活化。进一步发现,ILC2s通过分泌IL-9而上调γδT细胞表达,继而促进IL-17A的分泌。该研究首次证实了脓毒症中伴随以NMU为代表的神经免疫调控轴的变化,并揭示了固有免疫淋巴细胞在脓毒症中的重要作用。
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