Врожденные лимфоидные клетки типа 3
Диаграмма различных путей развития 5 подтипов клеток ILC, начиная с общего лимфоидного предшественника, включая различные факторы транскрипции, необходимые каждому из них для развития
Схематическая диаграмма развития ILC, начиная с общего лимфоидного предшественника (CLP), в основном на основе путей дифференцировки у мышей. [1] ILC3 показаны оранжевым цветом.

Врожденные лимфоидные клетки типа 3 ( ILC3 ) являются иммунными клетками из лимфоидной линии, которые являются частью врожденной иммунной системы . Эти клетки участвуют во врожденных механизмах на слизистых оболочках , способствуя гомеостазу тканей, мутуализму хозяин-комменсал и очищению от патогенов. Они являются частью гетерогенной группы врожденных лимфоидных клеток , которая традиционно делится на три подгруппы на основе их экспрессии основных факторов транскрипции, а также секретируемых эффекторных цитокинов - ILC1, ILC2 и ILC3. [2]

Характеристика

Семейство ILC 3 можно разделить на две подгруппы на основе их экспрессии естественных рецепторов цитотоксичности (NCR), обозначенных как NCR + ILC3 и NCR − ILC3. Эти рецепторы обычно встречаются на естественных клетках-киллерах и некоторых субпопуляциях врожденных и адаптивных клеток. Они участвуют в активации и цитотоксической активности NK-клеток, включая лизис клеток и секрецию провоспалительных цитокинов. [3] Клетки LTi (клетки, индуцирующие лимфоидную ткань) являются субпопуляцией, важной для развития вторичных лимфоидных органов в эмбриогенезе . Клетки ILC3 продуцируют цитокины, типичные для популяции хелперных лимфоцитов Th17 . Характерной особенностью ILC3 является экспрессия фактора транскрипции RORγt , который необходим для его развития и экспрессии хемокинового рецептора CCR6 . [2] Эта группа ILC продуцирует IL-17 (особенно IL-17A ) [4] и IL-22 . [5] Оба цитокина могут вырабатываться ILC 3 одновременно или по отдельности, при условии, что когда вырабатывается только IL-22, это вопрос NCR + ILC3. [5] ILC3 экспрессируют IL-23R, а выработка IL-17 и IL-22 стимулируется IL-23 и IL-1β . [6] Для ILC3 типична экспрессия фактора транскрипции RORγt и частично также Ahr ( арилуглеводородный рецептор ), поскольку взаимодействие этих двух факторов транскрипции вызывает накопление ILC 3 и выработку IL-22 в кишечнике. [7] Существует высокая гетерогенность поверхностных маркеров клеток ILC3, при этом тканеспецифичные популяции могут различаться по функциям в зависимости от контекста. [8] Клетки ILC3 также обладают фенотипической пластичностью и, как было замечено, приобретают фенотип, подобный ILC1, при определенных обстоятельствах. [8] [9]

Функция

ILC 3 представляют собой гетерогенную популяцию, имеющую решающее значение для защиты от внеклеточных паразитов и поддержания кишечного гомеостаза. [2] Они участвуют в эффективной антимикробной защите посредством продукции IL-17 и IL-22. Роль IL-22 у людей и мышей несколько различается. В мышиной модели было обнаружено, что IL-22 играет роль в улучшении течения воспалительного заболевания кишечника и восстановлении эпителия при потере защитного муцинового барьера в толстом кишечнике . [10] [11] Однако у людей с воспалительным заболеванием кишечника IL-22 оказывает влияние на патологию заболевания. [12] IL-22 является важным цитокином для поддержания кишечного гомеостаза. Действие IL-22 помогает усилить защиту поверхности слизистой оболочки кишечника за счет ослабления слоя муцина [11] , а его способность вырабатывать антимикробные агенты, такие как β-дефензины , является мощным механизмом, который помогает поддерживать гомеостаз кишечника. [13] Повышение уровня IL-22 вместе с повышенной экспрессией β-дефензина было зарегистрировано при воспалительных заболеваниях кожи , таких как псориаз . Таким образом, IL-22, а также IL-17 могут быть вовлечены в развитие этих кожных заболеваний, поскольку у людей без этих проблем экспрессия IL-22 не была зарегистрирована. [14] Эффекты IL-17 и IL-22 могут дополнять друг друга и стимулировать повышенное количество антимикробных пептидов в месте действия. [13] Подобно ILC2, ILC 3 может экспрессировать MHC II и присваивать функцию антигенпрезентирующих клеток. [15] Однако у ILC отсутствуют костимулирующие рецепторы, необходимые для правильной активации и инициации иммунного ответа. ILC, напротив, могут приводить хелперные Т-лимфоциты в состояние анергии . В случае ILC 3 способность экспрессировать MHC II, по-видимому, служит для поддержания толерантности к комменсальным бактериям в кишечнике. Они подавляют реакцию CD4 + Т-лимфоцитов на безвредные и полезные кишечные бактерии. Если эта толерантность не поддерживается, может возникнуть развитие нежелательных патологических состояний. [15] С другой стороны, действие IL-23 или IL-17 не всегда полезно. Оно вызывает некоторые аутоиммунные заболевания, такие как рассеянный склероз [16] или ревматоидный артрит . [17] IL-17A специфически нацелен на кератиноцитыи является основным цитокином, вызывающим патогенез псориаза кожи. [18] Кроме того, IL-17A также экспрессируется в возрастающей степени у пациентов с воспалительным заболеванием кишечника. [19] ILC 3 может играть роль уже в пренатальной установке устойчивости организма к инфекциям. Клетки LTi важны для возникновения и развития вторичных лимфоидных органов. Было обнаружено, что дифференциация и сигнализация клеток LTi зависят от ретиноевой кислоты (компонента витамина А). Поглощение ретиноевой кислоты в рационе матери напрямую влияет на развитие клеток LTi и размер вторичных лимфоидных органов плода, что может иметь эффект в его более позднем возрасте. [20]

Клетки ILC3 при заболевании

Клетки ILC3 действуют как часовые желудочно-кишечного тракта. Они участвуют в поддержании гомеостаза и толерантности к комменсалам, но также важны для защиты от вторжения патогенов. [21] Их транскрипционный и цитокиновый профиль очень похож на клетки Th17 , и ILC3 также могут стать патогенными при определенных обстоятельствах, способствуя прогрессированию заболевания и воспалению. ILC3 были связаны с прогрессированием воспалительного заболевания кишечника , что является обобщающим термином, описывающим хронические воспалительные состояния в желудочно-кишечном тракте, которые были связаны с множеством факторов, включая нарушение иммунной регуляции и экологические сигналы, а также генетическую предрасположенность. Наиболее известными типами ВЗК являются болезнь Крона и язвенный колит . Более высокое количество клеток ILC3 было обнаружено в изолятах толстой кишки пациентов с ВЗК. Было показано, что NCR − ILC3 являются патогенными в контексте ВЗК, но не NCR + ILC3. [22] [23] Точный вклад подтипов ILC3 в прогрессирование заболевания до конца не изучен. Некоторые исследования показывают, что у пациентов с болезнью Крона снижено количество NCR + ILC3, которые являются ключевыми производителями IL-22 . IL-22 имеет решающее значение для поддержания и целостности эпителиального барьера кишечника, и его сниженная концентрация может предрасполагать к нарушению функций эпителиального барьера. [23] Однако другие исследования указывают на чрезмерную активацию ILC3 как в мышиных моделях ВЗК, так и у пациентов-людей, у которых также были обнаружены высокие уровни IL-22. [24] Было показано, что кишечные макрофаги ускоряют воспаление кишечника, вызывая выработку IL-22 мукозальными ILC3. [24] Было обнаружено, что ILC3 трансдифференцируются в продуцирующие IFN-γ ILC1- подобные клетки посредством сигнализации IL-23 и IL-12 при определенных обстоятельствах, что приводит к хроническому воспалению. [24] В случаях обширного проникновения патогенов в эпителий кишечника повышенная экспрессия IL-22 и IL-17 ILC3 может привести к чрезмерному притоку нейтрофилов , более высокой проницаемости эпителия и воспалению. [24]

Клетки ILC3 в последние годы также были связаны с иммунными реакциями на грибковый патоген Candida albicans . [25] Этот условно-патогенный патоген вызывает иммунный ответ Th17. Это подтверждается тем фактом, что клетки ILC3 отражают фенотип клеток Th17, и недавно было обнаружено, что подгруппа клеток ILC3 обладает мощными антигенпрезентирующими свойствами. [26] ILC3 способствуют иммунному ответу на этот патоген, опосредуя иммунный ответ посредством секреции цитокинов, таких как IL-17A . [25]

Также было показано, что они играют роль в здоровье легких и прогрессировании заболеваний легких, поскольку ось IL-17/IL-22 имеет решающее значение для правильного функционирования легких, а ее дисбаланс может привести к патологии. [27] Группа ILC2 была широко изучена в отношении здоровья легких, поскольку нарушение регуляции ответов Th2 связано с астмой и другими патологиями. Эта подгруппа также важна для восстановления тканей. Однако ILC3 являются наиболее распространенными популяциями врожденных лимфоидных клеток в легочной ткани. Балансировка гомеостаза слизистой оболочки легких и соответствующих иммунных реакций при инфекциях имеет решающее значение. Считается, что клетки ILC3 играют важную роль в вирусных инфекциях легких. При инфекциях гриппа высокие уровни IL-17A были обнаружены вскоре после заражения, что привело к повреждению легких, вызванному обширным привлечением нейтрофилов в ткань. IL-22, полученный из ILC3, противодействовал этим эффектам, защищая ткани хозяина. Дефицит IL-22 приводит к обширному повреждению тканей. С другой стороны, недостаточный уровень IL-17A при гриппе и бактериальной коинфекции приводит к вторичной бактериальной пневмонии . Клетки ILC3, вероятно, играют важную роль в балансировке иммунного ответа и защите от вторичных инфекций в нарушенном эпителии слизистой оболочки, но в случаях нарушения регуляции их активность может привести к повреждению тканей. [27]

При бактериальных инфекциях легких ILC3 являются одной из исходных популяций для IL-17, ключевого цитокина для бактериального очищения. Было обнаружено, что моноциты, привлеченные в легкие в ответ на повреждение тканей и PAMP , производят TNF , увеличивая количество секретирующих IL-17 ILC3, что впоследствии приводит к притоку нейтрофилов. IL-22, полученный из ILC3, способствует эпителиальной пролиферации и производству антимикробных молекул. [27]

ILC3 также играют важную роль в рассеянном склерозе и оси кишечник-мозг. Рассеянный склероз — это аутоиммунное заболевание, вызванное аутореактивными Т-клетками , в основном клетками Th1 и Th17. Нарушение гомеостаза кишечника изучается в связи с развитием рассеянного склероза, поскольку кишечный гомеостаз, по-видимому, необходим для профилактики этого заболевания. Клетки ILC3 играют важную роль в патогенезе этого заболевания, поскольку они являются ключевой популяцией для гомеостаза кишечника и толерантности. Клетки ILC3 экспрессируют несколько поверхностных рецепторов для соединений на основе диеты и микробных продуктов, таких как рецепторы SCFA . У пациентов с рассеянным склерозом или у мышей с моделями EAE уровни SCFA в фекалиях снижены, что указывает на возможную связь между содержимым просвета кишечника и гомеостазом, опосредованным ILC3. Было показано, что пероральный прием SCFA оказывает благотворное влияние на EAE, способствуя активности Treg . [28]

Ссылки

  1. ^ Вивье Э., Артис Д., Колонна М., Дифенбах А., Ди Санто Дж. П., Эберл Г. и др. (август 2018 г.). «Врожденные лимфоидные клетки: 10 лет спустя». Клетка . 174 (5): 1054–1066 . doi : 10.1016/j.cell.2018.07.017 . ПМИД  30142344.
  2. ^ abc Spits H, Artis D, Colonna M, Diefenbach A, Di Santo JP, Eberl G, et al. (Февраль 2013). «Врожденные лимфоидные клетки — предложение по единой номенклатуре». Nature Reviews. Иммунология . 13 (2): 145– 149. doi : 10.1038/nri3365 . PMID  23348417. S2CID  2228459.
  3. ^ Барроу AD, Мартин CJ, Колонна M (2019-05-07 ) . "Естественные рецепторы цитотоксичности в здоровье и болезни". Frontiers in Immunology . 10 : 909. doi : 10.3389/fimmu.2019.00909 . PMC 6514059. PMID  31134055. 
  4. ^ Такатори Х., Канно Ю., Уотфорд В.Т., Тато СМ, Вайс Г., Иванов II, Литтман Д.Р., О'Ши Дж.Дж. (январь 2009 г.). «Клетки, подобные индукторам лимфоидной ткани, являются врожденным источником IL-17 и IL-22». Журнал экспериментальной медицины . 206 (1): 35–41 . doi :10.1084/jem.20072713. ПМЦ 2626689 . ПМИД  19114665. 
  5. ^ ab Cella M, Fuchs A, Vermi W, Facchetti F, Otero K, Lennerz JK, Doherty JM, Mills JC, Colonna M (февраль 2009 г.). «Субпопуляция человеческих естественных клеток-киллеров обеспечивает врожденный источник IL-22 для иммунитета слизистой оболочки». Nature . 457 (7230): 722– 5. Bibcode :2009Natur.457..722C. doi :10.1038/nature07537. PMC 3772687 . PMID  18978771. 
  6. ^ Cella M, Otero K, Colonna M (июнь 2010 г.). «Расширение человеческих клеток NK-22 с помощью IL-7, IL-2 и IL-1beta выявляет внутреннюю функциональную пластичность». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (24): 10961– 6. Bibcode : 2010PNAS..10710961C. doi : 10.1073/pnas.1005641107 . PMC 2890739. PMID  20534450 . 
  7. ^ Qiu J, Heller JJ, Guo X, Chen ZM, Fish K, Fu YX, Zhou L (январь 2012 г.). «Арильный углеводородный рецептор регулирует иммунитет кишечника посредством модуляции врожденных лимфоидных клеток». Иммунитет . 36 (1): 92–104 . doi :10.1016/j.immuni.2011.11.011. PMC 3268875. PMID  22177117 . 
  8. ^ ab Meininger I, Carrasco A, Rao A, Soini T, Kokkinou E, Mjösberg J (октябрь 2020 г.). «Тканеспецифические особенности врожденных лимфоидных клеток». Trends in Immunology . 41 (10): 902–917 . doi : 10.1016/j.it.2020.08.009 . PMID  32917510.
  9. ^ Tizian C, Lahmann A, Hölsken O, Cosovanu C, Kofoed-Branzk M, Heinrich F и др. (февраль 2020 г.). Rath S, Withers D (ред.). "c-Maf сдерживает управляемое T-bet программирование врожденных лимфоидных клеток CCR6-отрицательной группы 3". eLife . 9 : e52549. doi : 10.7554/eLife.52549 . PMC 7025824 . PMID  32039762. 
  10. ^ Sugimoto K, Ogawa A, Mizoguchi E, Shimomura Y, Andoh A, Bhan AK и др. (февраль 2008 г.). «IL-22 уменьшает воспаление кишечника в мышиной модели язвенного колита». The Journal of Clinical Investigation . 118 (2): 534– 544. doi :10.1172/JCI33194. PMC 2157567. PMID  18172556 . 
  11. ^ ab Sovran B, Loonen LM, Lu P, Hugenholtz F, Belzer C, Stolte EH и др. (март 2015 г.). «Путь IL-22-STAT3 играет ключевую роль в поддержании гомеостаза подвздошной кишки у мышей с отсутствием секретируемого слизистого барьера». Воспалительные заболевания кишечника . 21 (3): 531– 542. doi : 10.1097/MIB.00000000000000319 . PMID  25636123. S2CID  5998736.
  12. ^ Андо А., Чжан З., Инатоми О., Фуджино С., Дегучи Ю., Араки Ю. и др. (сентябрь 2005 г.). «Интерлейкин-22, член подсемейства IL-10, вызывает воспалительные реакции в субэпителиальных миофибробластах толстой кишки». Гастроэнтерология . 129 (3): 969–984 . doi : 10.1053/j.gastro.2005.06.071 . ПМИД  16143135.
  13. ^ ab Liang SC, Tan XY, Luxenberg DP, Karim R, Dunussi-Joannopoulos K, Collins M, Fouser LA (октябрь 2006 г.). «Интерлейкин (IL)-22 и IL-17 коэкспрессируются клетками Th17 и кооперативно усиливают экспрессию антимикробных пептидов». Журнал экспериментальной медицины . 203 (10): 2271– 2279. doi :10.1084/jem.20061308. PMC 2118116. PMID  16982811 . 
  14. ^ Wolk K, Kunz S, Witte E, Friedrich M, Asadullah K, Sabat R (август 2004 г.). «IL-22 повышает врожденный иммунитет тканей». Иммунитет . 21 (2): 241–54 . doi : 10.1016/j.immuni.2004.07.007 . PMID  15308104.
  15. ^ ab Hepworth MR, Monticelli LA, Fung TC, Ziegler CG, Grunberg S, Sinha R, et al. (июнь 2013 г.). «Врожденные лимфоидные клетки регулируют реакции CD4+ T-клеток на кишечные комменсальные бактерии». Nature . 498 (7452): 113– 117. Bibcode :2013Natur.498..113H. doi :10.1038/nature12240. PMC 3699860 . PMID  23698371. 
  16. ^ Matusevicius D, Kivisäkk P, He B, Kostulas N, Ozenci V, Fredrikson S, Link H (апрель 1999 г.). «Экспрессия мРНК интерлейкина-17 в мононуклеарных клетках крови и спинномозговой жидкости увеличивается при рассеянном склерозе». Рассеянный склероз . 5 (2): 101– 4. doi :10.1177/135245859900500206. PMID  10335518. S2CID  45449835.
  17. ^ Циолковска М, Коч А, Лущикович Г, Ксезопольска-Петшак К, Климчак Е, Хвалинска-Садовска Х, Маслински В (март 2000 г.). «Высокие уровни IL-17 у пациентов с ревматоидным артритом: IL-15 запускает выработку IL-17 in vitro посредством механизма, чувствительного к циклоспорину А». Журнал иммунологии . 164 (5): 2832–2838 . doi : 10.4049/jimmunol.164.5.2832 . PMID  10679127. S2CID  2861840.
  18. ^ Lynde CW, Poulin Y, Vender R, Bourcier M, Khalil S (июль 2014 г.). «Интерлейкин 17A: к новому пониманию патогенеза псориаза». Журнал Американской академии дерматологии . 71 (1): 141– 50. doi : 10.1016/j.jaad.2013.12.036. PMID  24655820.
  19. ^ Fujino S, Andoh A, Bamba S, Ogawa A, Hata K, Araki Y, Bamba T, Fujiyama Y (январь 2003 г.). «Повышенная экспрессия интерлейкина 17 при воспалительном заболевании кишечника». Gut . 52 (1): 65– 70. doi :10.1136/gut.52.1.65. PMC 1773503 . PMID  12477762. 
  20. ^ van de Pavert SA, Ferreira M, Domingues RG, Ribeiro H, Molenaar R, Moreira-Santos L, et al. (апрель 2014 г.). «Материнские ретиноиды контролируют врожденные лимфоидные клетки типа 3 и устанавливают иммунитет потомства». Nature . 508 (7494): 123– 127. Bibcode :2014Natur.508..123V. doi :10.1038/nature13158. PMC 4932833 . PMID  24670648. 
  21. ^ Jarade A, Di Santo JP, Serafini N (октябрь 2021 г.). «Врожденные лимфоидные клетки группы 3 опосредуют защиту хозяина от прикрепления и исчезновения патогенов». Current Opinion in Microbiology . 63 : 83–91 . doi : 10.1016/j.mib.2021.06.005 . PMID  34274597.
  22. ^ Saez A, Gomez-Bris R, Herrero-Fernandez B, Mingorance C, Rius C, Gonzalez-Granado JM (июль 2021 г.). «Врожденные лимфоидные клетки в кишечном гомеостазе и воспалительных заболеваниях кишечника». Международный журнал молекулярных наук . 22 (14): 7618. doi : 10.3390/ijms22147618 . PMC 8307624. PMID  34299236 . 
  23. ^ ab Buela KA, Omenetti S, Pizarro TT (ноябрь 2015 г.). «Перекрестные помехи между врожденными лимфоидными клетками типа 3 и микробиотой кишечника при воспалительном заболевании кишечника». Current Opinion in Gastroenterology . 31 (6): 449– 455. doi :10.1097/MOG.00000000000000217. PMC 4682364. PMID  26398682 . 
  24. ^ abcd Zeng B, Shi S, Ashworth G, Dong C, Liu J, Xing F (апрель 2019 г.). «Функция ILC3 как обоюдоострый меч при воспалительных заболеваниях кишечника». Cell Death & Disease . 10 (4): 315. doi :10.1038/s41419-019-1540-2. PMC 6453898 . PMID  30962426. 
  25. ^ ab Павлова А, Шарафутдинов И (сентябрь 2020 г.). «Распознавание Candida albicans и роль врожденного иммунитета типа 17 при кандидозе полости рта». Микроорганизмы . 8 (9): 1340. doi : 10.3390/microorganisms8091340 . PMC 7563233. PMID  32887412 . 
  26. ^ Yamano T, Dobeš J, Vobořil M, Steinert M, Brabec T, Ziętara N и др. (Май 2019 г.). «Aire-экспрессирующие ILC3-подобные клетки в лимфатических узлах демонстрируют мощные черты APC». Журнал экспериментальной медицины . 216 (5): 1027– 1037. doi :10.1084/jem.20181430. PMC 6504225. PMID  30918005 . 
  27. ^ abc Ardain A, Porterfield JZ, Kløverpris HN, Leslie A (2019). "ILC 3-го типа при заболеваниях легких". Frontiers in Immunology . 10 : 92. doi : 10.3389/fimmu.2019.00092 . PMC 6361816. PMID  30761149. 
  28. ^ Милькович Д., Евтич Б., Стоянович И., Димитриевич М. (2021). «ILC3, центральный врожденный иммунный компонент оси кишечник-мозг при рассеянном склерозе». Границы в иммунологии . 12 : 657622. дои : 10.3389/fimmu.2021.657622 . ПМК 8071931 . ПМИД  33912185. 
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Врожденные_лимфоидные_клетки_типа_3&oldid=1257006970"