中國(guó)科大揭示固有淋巴細(xì)胞胚胎起源


7月12日,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院、免疫應(yīng)答與免疫治療全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室田志剛教授、彭慧教授課題組與法國(guó)艾克斯-馬賽大學(xué)Eric Vivier教授團(tuán)隊(duì)合作在《Science Immunology》期刊在線發(fā)表題為“Innate lymphoid cells originate from fetal liver–derived tissue-resident progenitors”的研究論文。該研究提出固有淋巴細(xì)胞(Innate lymphoid cell, ILC)胎肝起源模型,從時(shí)間和空間上解析了骨髓非依賴的ILC動(dòng)態(tài)發(fā)育過程,重新定義ILC發(fā)育框架。
ILC是具有組織駐留特性的異質(zhì)性群體(包含ILC1、ILC2和ILC3),對(duì)機(jī)體抵抗病原體、抗腫瘤及免疫調(diào)節(jié)等具有重要作用。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,骨髓作為機(jī)體出生后的主要造血器官,是免疫細(xì)胞發(fā)育分化的關(guān)鍵場(chǎng)所。因此,研究人員長(zhǎng)期以來主要在骨髓中尋找和鑒定ILC的前體細(xì)胞(ILC precursor, ILCP),然而亦有證據(jù)提示骨髓之外的組織中也有ILCP的存在。近年來,田志剛教授課題組發(fā)現(xiàn)肝臟駐留NK細(xì)胞(后續(xù)國(guó)際命名為ILC1)由肝臟原位造血前體細(xì)胞產(chǎn)生(Science 2021; J Exp Med 2022),提示ILC存在獨(dú)立于骨髓造血的起源路徑。
為進(jìn)一步拓展上述發(fā)現(xiàn),探究各外周組織駐留ILC亞群是否存在共性發(fā)育起源路徑,研究人員構(gòu)建了造血干細(xì)胞(HSC)譜系示蹤模型(Fgd5fate-mapping),可以標(biāo)記示蹤不同周齡小鼠造血干細(xì)胞的起源、發(fā)育和分化軌跡,發(fā)現(xiàn)骨髓造血來源的組織駐留ILC僅占15%-35%,而胚胎肝臟造血?jiǎng)t可產(chǎn)生ILC細(xì)胞的所有群體。利用單細(xì)胞測(cè)序和體內(nèi)外分化體系,進(jìn)一步解析了胎肝ILC共有祖細(xì)胞定向分化為特定ILC亞群前體細(xì)胞的發(fā)育軌跡,發(fā)現(xiàn)并鑒定了一群表達(dá)CD94的ILC前體,該前體具有ILC1和ILC3潛能,命名為ILC1/3P。在胚胎發(fā)育過程中,胎肝造血產(chǎn)生的ILCP遷移并定植于外周組織。隨個(gè)體發(fā)生,組織微環(huán)境引導(dǎo)ILCP向ILC1/3P或ILC2P分化,最終形成具有顯著組織區(qū)域特性的ILC亞群,該發(fā)育過程不依賴骨髓。即使在病原體感染或炎癥狀態(tài)下,局部組織ILC亞群發(fā)生大幅擴(kuò)增,其來源依然獨(dú)立于骨髓造血,提示成年組織ILCP具有自我更新和分化潛能。相比之下,骨髓主要產(chǎn)生經(jīng)典NK細(xì)胞和部分髓內(nèi)ILC2。基于以上發(fā)現(xiàn),這項(xiàng)研究揭示了骨髓并非ILC細(xì)胞主要來源,ILC各細(xì)胞群體均起源于胚胎肝臟造血,從而提出了ILC共有起源、個(gè)體發(fā)生和發(fā)育分化的新模型,為后續(xù)研究ILC亞群在各器官的區(qū)域分化和功能特性奠定了基礎(chǔ)。

ILC胚胎起源和發(fā)育過程
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)免疫應(yīng)答與免疫治療全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室田志剛教授、彭慧教授和法國(guó)Eric Vivier教授為文章共同通訊作者,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)特任副研究員王憲偉、李佳瑞博士和法國(guó)Lucas Rebuffet博士為共同第一作者。該研究獲得了山東大學(xué)張彩教授、陸軍軍醫(yī)大學(xué)葉麗林教授、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)魏海明教授和朱書教授的幫助和支持,并受到國(guó)自然基金委、科技部、中國(guó)科學(xué)院以及合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心大健康研究院等項(xiàng)目資助。
論文鏈接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.adu7962
(生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部、免疫應(yīng)答與免疫治療全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、科研部)
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