针对特定训练剂的训练指导对单核细胞增生李斯特菌感染的独特免疫应答

《Frontiers in Immunology》：Agent-specific training directs distinctive immune response against Listeria monocytogenes infection

　　

先天免疫系统提供的非特异性保护可以通过刺激训练得到增强，这种现象称为“训练免疫（trained immunity）”。然而，是否能够诱导具有不同功能结果的独特训练程序尚不清楚。在此，研究人员展示了两种训练剂——氟尼缩松（flunisolide）和杨梅素（myricetin）——独特地训练并调节针对体内单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes，Lm）感染的免疫应答。使用任一训练剂训练均导致病原体负荷显著降低，但产生的免疫功能不同。用杨梅素训练导致髓系祖细胞谱系扩增、细胞快速募集和吞噬作用增强。相比之下，用氟尼缩松训练导致干细胞和多能祖细胞群体扩增、抗原加工增加以及T细胞更快扩增。研究人员提供了初步证据表明，这种不同的训练结果可能源于训练剂对转录因子（transcription factors，TFs）的特异性调节。这项研究重要地表明，训练可以针对先天应答和适应性应答的启动，突出了调节不同训练程序以影响保护性免疫应答的潜力。

**研究背景、问题与意义**
先天免疫系统传统上被认为缺乏记忆，但近期研究揭示其可通过刺激获得“训练免疫（trained immunity）”，即由表观遗传和代谢重编程介导的增强型炎症和抗菌反应。多种刺激（如疫苗、病原体衍生物）可诱导训练免疫，但常伴随过度炎症或适应不良等副作用。目前，不同训练剂是否编码独特训练程序尚不清楚，且多数训练剂未明确增强适应性应答的机制。本研究利用两种非病原体来源的小分子——氟尼缩松（flunisolide）和杨梅素（myricetin）——探索其对活体单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes，Lm）感染的保护作用。研究人员发现，这两种训练剂通过不同途径显著降低病原体负荷，分别偏向先天或适应性免疫应答，揭示了训练程序可被定向调控以影响保护性免疫应答。该论文发表在《Frontiers in Immunology》。

**主要关键技术方法**
研究使用雌性C57BL/6J小鼠（购自Jackson Laboratory），通过鼻内给药训练后感染Lm。关键技术包括：利用Captisol?载体系统实现小分子可溶性递送；流式细胞术分析骨髓（bone marrow，BM）造血景观及肺组织细胞亚群；pHrodo Green S. aureus BioParticles检测吞噬效率；DQ-Ovalbumin（DQ-Ova）评估抗原加工；LEGENDplex多重化学因子检测法测定趋化因子水平；免疫印迹检测NF-κB和ATF-2/7的磷酸化与总蛋白水平。

**研究结果**
**3.1 训练后小鼠病原体负荷显著降低**
通过测量感染后第3天肺、脾、肝的菌落形成单位（colony-forming units，CFU），发现经氟尼缩松或杨梅素训练的小鼠器官中CFU显著低于对照组，表明训练可诱导组织水平变化以降低病原体负荷。

**3.2 训练剂特异性改变骨髓造血景观**
在无二次刺激条件下，于最后一次训练后1周分析骨髓细胞。氟尼缩松训练导致造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）和多能祖细胞（multipotent progenitor，MPP）群体显著扩增（LSK细胞比例增加19%以上）；杨梅素训练则主要扩增髓系祖细胞，如共同髓系祖细胞（common myeloid progenitor，CMP）比例增加50%以上，提示两者分别偏向干细胞和髓系方向。

**3.3 训练增强关键髓系功能与细胞亚群**
感染后第1天，两种训练均显著增加肺内CD11b⁺、Ly6C⁺、F4/80⁺髓系细胞比例，且杨梅素训练组增幅更大。F4/80⁺巨噬细胞在体外表现出更高的吞噬效率。此外，训练组髓系细胞产生T细胞趋化因子（CCL-5、CCL-22、CXCL-9）的能力增强。主要组织相容性复合体II类（major histocompatibility complex class II，MHCII）表达呈时间差异：杨梅素训练组在感染后第1天即显著升高，氟尼缩松训练组在第3天达到更高水平。

**3.4 氟尼缩松诱导更强更快的APC-T细胞相互作用**
感染后第3天，氟尼缩松训练组小鼠肺泡灌洗液中NK1.1⁺和CD11b⁺细胞上CD74表达显著升高，CD86表达呈上升趋势。肺组织裂解液中T细胞招募趋化因子（CCL-20、CCL-17、CCL-22）水平在第1天即显著升高。氟尼缩松训练组感染后第3天肺内CD4⁺ T细胞比例增加30%以上，体外脾细胞训练实验显示其CD4⁺ T细胞增殖率显著提高，且DQ-Ova抗原加工能力增强160%，表明氟尼缩松增强抗原呈递细胞（antigen-presenting cell，APC）功能并促进早期T细胞应答。

**3.5 训练后转录因子下游调控差异**
对原代骨髓来源巨噬细胞（bone marrow-derived macrophage，BMDM）进行24小时训练后，脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激1小时。杨梅素处理组显著降低ATF-2/7的活化比例（磷酸化/总蛋白比），而氟尼缩松处理组无显著变化，但总蛋白水平上两者均与对照组无差异。在永生化BMDM中，氟尼缩松训练后LPS刺激前ATF-2/7的磷酸化和总蛋白水平显著升高，活化比例也增加。这些差异表明两种训练剂通过调节NF-κB和ATF-2/7信号通路产生不同训练效果。

**讨论与结论**
**讨论部分总结**：本研究揭示不同训练剂（氟尼缩松和杨梅素）通过调节不同分子通路导致先天免疫应答的差异。氟尼缩松（传统抗炎药如糖皮质激素）在训练后反而增强促炎反应，表明其通过抑制某信号组件间接平衡炎症通路。杨梅素通过抑制MAP2K家族降低ATF-2/7活化，避免过度炎症。氟尼缩松训练显著增强APC功能（MHCII、CD74、CD86）和CD4⁺ T细胞扩增，超越经典训练免疫定义，提示训练可影响适应性应答启动。局部非免疫结构细胞（如上皮）可能也有作用，但研究显示主要效应来自免疫细胞。

**研究结论翻译**：总之，研究人员在此报告了由氟尼缩松和杨梅素诱导的两种不同训练程序，它们塑造了针对单核细胞增生李斯特菌（Lm）感染炎症反应的不同阶段。研究人员表明，氟尼缩松和杨梅素改变了骨髓造血景观中的不同群体，并差异性地调节炎症转录因子，从而增强了先天免疫功能的多个方面。这些发现为小分子训练方式的差异效应提供了机制性见解，并突出了通过不同训练程序探索调节炎症反应的潜在途径。