G-CSF通过动员CD177+S100Ahi中性粒细胞诱导母胎免疫耐受的机制研究

《Clinical and Translational Medicine》：Granulocyte colony-stimulating factor induced T-cell hyporesponsiveness via modulation of CD177+S100Ahi neutrophils in unexplained recurrent pregnancy loss

本文揭示了粒细胞集落刺激因子（G-CSF）在早期妊娠中通过特异性扩增具有髓源性抑制细胞（PMN-MDSCs）特性的CD177+S100Ahi中性粒细胞亚群，经精氨酸酶1（ARG1）/L-精氨酸代谢轴接触性抑制T细胞功能，从而重塑母胎免疫微环境。该研究为不明原因复发性流产（URPL）的免疫治疗提供了新靶点。

　　

引言

妊娠成功依赖于母体免疫系统对半同种异体胎儿的精细调控。粒细胞集落刺激因子（G-CSF）作为临床常用的免疫调节剂，在复发性流产治疗中展现潜力，但其具体机制尚未明确。本研究通过单细胞测序等技术，系统解析G-CSF对妊娠早期免疫细胞的重编程作用。

G-CSF诱导外周血免疫景观重塑

单细胞转录组分析显示，G-CSF动员后外周血（G-PB）中髓系细胞比例显著增加，中性粒细胞成为主要扩增群体。差异表达基因富集分析提示中性粒细胞功能状态向免疫调节方向转化，细胞互作网络揭示中性粒细胞与T/NK细胞间抑制性信号通路增强。

CD177⁺S100A^hi中性粒细胞具PMN-MDSCs特性

通过转录组与蛋白组联合分析，鉴定出CD177⁺S100A^hi中性粒细胞亚群，其高表达PMN-MDSCs标志物（OLR1、ARG1、S100A8/A9）。该群体呈现未成熟核形态（带状/分叶较少），定位于外周血单个核细胞（PBMC）层和正常密度中性粒细胞（NDNs）层，分别称为CD177⁺S100A^hi-LDNs和CD177⁺S100A^hi-NDNs。功能验证显示其高表达活性氧（ROS）和精氨酸酶1（ARG1），具备免疫抑制潜能。

T/NK细胞在G-PB中呈现低反应状态

G-CSF动员后T/NK细胞比例下降，转录组显示免疫激活相关基因（HLA-DRA、CD74）下调，免疫检查点分子（TIGIT、TIM-3）上调。T细胞受体（TCR）谱分析揭示克隆多样性降低，大克隆频率消失，提示T细胞功能受抑制。细胞毒性评分和促炎因子（TNF-α、IFN-γ）分泌水平显著降低。

CD177⁺S100A^hi中性粒细胞通过ARG1抑制T细胞

体外共培养实验证实CD177⁺S100A^hi中性粒细胞通过细胞接触依赖性方式抑制CD3/CD28诱导的T细胞增殖和炎症因子分泌。Transwell实验排除可溶性因子介导的抑制。蛋白质组学显示共培养T细胞中增殖相关通路蛋白下调，免疫检查点分子上调。机制研究发现L-精氨酸（L-Arg）补充可逆转抑制效应，而活性氧清除剂（NAC、CAT）作用有限，证实ARG1/L-Arg代谢轴是主要作用途径。

CD177⁺S100A^hi中性粒细胞缺失与URPL相关

临床样本检测发现URPL患者外周血和蜕膜组织中CD177⁺S100A^hi中性粒细胞比例显著低于健康孕妇。G-CSF治疗可恢复该群体数量，伴随血清L-Arg水平下降和促炎因子（TNF-α、IFN-γ、IL-6）减少。空间转录组显示人鼠母胎界面均存在CD177与S100A家族基因共定位，且早孕期表达最高。

动物实验验证治疗潜力

在流产倾向（AP）小鼠模型中，G-CSF或CD177⁺S100A^hi中性粒细胞过继转移均可降低胚胎吸收率，改善胎盘组织免疫细胞浸润。免疫荧光证实治疗组蜕膜区Ly6G⁺CD177⁺S100A9⁺细胞数量恢复。

讨论与展望

本研究首次揭示G-CSF通过扩增CD177⁺S100A^hi中性粒细胞亚群诱导母胎免疫耐受的新机制。该群体具备PMN-MDSCs特性，通过ARG1介导的T细胞代谢重编程发挥抑制作用。其在外周和蜕膜组织的缺失可能是URPL的免疫学基础，为G-CSF的临床应用提供理论依据。未来需通过基因敲除模型和纵向研究进一步验证其时空调控网络。