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γδ+ T细胞来源的IL-17A通过G-CSF促进肺特异性致病性Siglec-F+中性粒细胞分化在PPE诱导肺气肿中的作用机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月04日 来源:Cellular & Molecular Immunology 21.8
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本研究揭示了PPE(猪胰弹性蛋白酶)诱导的肺气肿模型中,γδ+ T细胞通过分泌IL-17A刺激肺上皮/基质细胞产生G-CSF,进而通过JAK2/STAT3、mTOR和p38 MAPK信号通路驱动致病性Siglec-F+中性粒细胞分化,加剧肺组织损伤。该发现为靶向IL-17A/G-CSF轴治疗肺气肿提供了新策略,发表于《Cellular & Molecular Immunology》。
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是全球第三大死因,其中肺气肿是COPD的重要病理特征。尽管已知中性粒细胞在肺气肿进展中起关键作用,但肺组织内特定中性粒细胞亚群的致病机制尚不明确。尤其令人困惑的是,为何中性粒细胞在肺内会进一步分化为更具破坏性的亚型,以及这一过程如何被局部微环境调控。
为解决这些问题,成均馆大学的研究团队通过PPE诱导的小鼠肺气肿模型,发现了一类独特的肺组织驻留性Siglec-F+中性粒细胞。这类细胞相比常规中性粒细胞表现出更强的吞噬活性、中性粒细胞胞外诱捕网(NET)形成能力和促炎因子(如TNF-α、IL-6、IL-1β)分泌,但抗炎因子IL-10分泌减少。更重要的是,这类细胞具有肺组织特异性,不进入循环系统,直接介导肺泡结构破坏。相关成果发表于《Cellular & Molecular Immunology》。
研究采用的关键技术包括:PPE诱导的小鼠肺气肿模型构建、流式细胞术分选肺组织免疫细胞、细胞因子中和抗体干预、RNA测序分析差异基因表达、以及信号通路抑制剂(如JAK2抑制剂AG490、mTOR抑制剂雷帕霉素)的功能验证。
研究结果
Siglec-F+中性粒细胞在PPE诱导肺气肿模型中被新发现
通过流式分析,研究首次在PPE处理小鼠肺组织中鉴定出CD11b+Ly6G+Siglec-F+中性粒细胞亚群。这类细胞仅存在于肺组织和肺泡灌洗液(BALF),静脉注射CD45.2抗体标记实验证实其不参与循环。功能实验显示,该亚群细胞过继转移可显著加重受体小鼠肺泡破坏(平均线性间距MLI增加)。
IL-17A是Siglec-F+中性粒细胞分化的关键因子
IL-17A敲除(IL-17AKO)小鼠中Siglec-F+中性粒细胞数量显著减少,而外源补充重组IL-17A可恢复其数量。时序分析显示,PPE刺激后肺内IL-17A水平在24小时达峰,早于Siglec-F+细胞的出现(第2-4天),提示因果关联。
肺γδ+ T细胞是IL-17A的主要来源
Rag1KO(缺乏T/B细胞)小鼠中Siglec-F+中性粒细胞几乎消失。进一步分析发现,γδ+ T细胞是肺内IL-17A的主要生产者,其活化依赖IL-1β和IL-23。抗体阻断γδ+ T细胞(抗-Vγ2 TCR)可显著减轻肺气肿症状。
IL-17A通过G-CSF间接驱动Siglec-F+中性粒细胞分化
研究发现IL-17A并不直接诱导分化,而是刺激肺上皮(EpCAM+)和血管内皮(CD31+)细胞分泌G-CSF。中和G-CSF可阻断BALF诱导的Siglec-F+细胞分化,而GM-CSF中和无此效果。RNA测序显示,G-CSF通过激活JAK2/STAT3、PI3K非依赖的mTOR和p38 MAPK通路,上调炎症相关基因(如TNF-α、IL-1β)。
靶向干预可缓解肺气肿
通过抗体清除Siglec-F+中性粒细胞(抗-Ly6G或抗-Siglec-F)或抑制下游信号(如STAT3抑制剂HJC0152、p38抑制剂Adezmapimod),可显著降低MLI,改善肺泡结构破坏。
结论与意义
该研究首次阐明γδ+ T细胞-IL-17A-上皮/基质细胞-G-CSF轴在肺气肿中驱动致病性中性粒细胞分化的级联机制。不同于其他器官中报道的GM-CSF或ATP依赖机制,肺内G-CSF主导的Siglec-F+中性粒细胞分化具有组织特异性,这为开发靶向治疗(如阻断IL-17A或G-CSFR信号)提供了理论依据。此外,研究提示肺微环境通过独特的上皮-免疫细胞互作重塑中性粒细胞功能,这一发现可能拓展至其他慢性炎症性肺疾病的机制研究。
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