背景
黏膜表面有大量的定居微生物，这些微生物塑造了组织的免疫反应。肠道对共生菌的耐受是通过诱导共生菌特异性Foxp3+调节性T (Treg)细胞来促进的。然而，共生菌也可诱导效应CD4+ T细胞，如产生白细胞介素(IL)-17的CD4+ T细胞 (辅助性T细胞17 [Th17]细胞)。共生特异性Th17细胞 (以下简称共生Th17细胞)在黏膜免疫中的功能尚不完全清楚。它们有助于控制诱导的共生菌，但它们是否在黏膜稳态中发挥额外的功能尚不清楚。
简介
2023年11月29日，来自美国哥伦比亚大学的Leonie Brockmann及其团队在Immunity (IF: 32.4)杂志上发表名为Intestinal microbiota-specific Th17 cells possess regulatory properties and suppress effector T cells via c-MAF and IL-10的研究[1]。
研究亮点
1、SFB特异性Th17细胞具有c-MAF和IL-10驱动的抗炎表型。
2、共生菌诱导的Th17细胞以IL-10依赖的方式调节T细胞活性。
3、TCF1+ Th17祖细胞在肠道局部产生IL-10+ SFB诱导的Th17细胞。
4、肠道巨噬细胞的IL-10信号通路驱动抗炎Th17细胞表型。
主要结果
SFB Th17细胞的抗炎表型由c-MAF驱动
为了直接评估c-MAF在Th17细胞调节表型获得中的作用，我们通过建立Il10GFP/Il17aKatushka/ Foxp3mRFP/Il17aCre/Mafflox/flox/R26STOP-YFP小鼠(Maf△IL17)，在Th17细胞中条件缺失c-MAF。在这些动物中，表达IL-17的细胞也被YFP永久标记。我们证实了MafDIL17小鼠的SI LP Th17细胞中存在Th17细胞特异性cMAF缺失 (图3A)。SFB Th17细胞存在于MafDIL17小鼠的SI LP中，但与同窝对照组相比，其频率略有降低 (图3B)。其他T细胞和IL-17表达亚群没有变化，除了在其他地方报道的IL-17+ γδ T细胞减少。Foxp3+ Treg细胞c-MAF缺陷也可通过失去IL-10在Treg细胞上的表达间接影响Th17细胞的功能。然而，在Maf△IL17小鼠中，Foxp3+ Treg细胞的频率和IL-10生成不受影响 (图3C)。相比之下，与同窝对照相比，Maf△IL17小鼠的SFB Th17细胞缺乏IL-10表达(图3C，3D)。此外，c-MAF缺陷的SI LP Th17细胞还丢失或降低了SFB抗炎程序的其他特征基因的表达(图3D)。相反，Maf△IL17小鼠的SI LP SFB Th17细胞显示IFN-γ频率增加(图3E)，与炎症性Th17细胞相关的基因表达增加 (图3D)。
为了检测整个转录程序的变化，我们在SFB定植后对来自MafDIL17小鼠和同窝对照的SI LP纯化的YFP+ Th17细胞进行了单细胞RNA-seq (scRNA-seq)。c-MAF缺陷的SFB Th17细胞显示SFB Th17标志性抗炎程序总体丧失(图3F)。与WT Th17细胞不同，来自Maf△IL17小鼠的SFB Th17细胞的转录程序与Crod诱导的和致结肠炎的Th17细胞相似 (图3G)，以及已发表的炎性EAE Th17细胞的转录程序相似。这些结果表明，通过共生Th17细胞获得的抗炎表型，包括IL-10的表达，需要c-MAF。
图3. c-MAF驱动肠道共生Th17细胞的抗炎特性
共生的Th17细胞是异质性的，包含一个祖细胞TCF1+亚群
为了进一步研究共生Th17细胞的异质性，我们从SFB定植的Il17aKatushka/ Foxp3mRFP报告小鼠的SI LP中纯化了Th17细胞，并进行了scRNA-seq。对5721个恢复的单个SI LP Th17细胞进行的统一流形近似和投影降维(UMAP)分析表明，有几个转录水平不同的簇 (图5A)。我们根据相对于所有其他簇的差异表达基因，将这些簇注释为功能集 (图5B和图5C)。除了分别富集增殖基因和干扰素刺激基因 (ISGs)的两个小簇之外，大多数 (97%)肠道Th17细胞具有终末分化或祖细胞/干样表型 (图5B和图5C)。终末分化的Th17细胞属于两种不同类型，具有激活 (C1和C3)或抑制 (C2和C6)表型 (图5B和图5C)。活化的Th17细胞表达与T细胞活化和肠道组织驻留相关的基因，例如Cd69、Cd28、Jun、Ccr9、Ccr2、Ccr5和Ccl20。相反，具有抑制性表型的Th17细胞表达抑制性和组织修复基因，例如Lag3、Havcr2 (Tim3)、IL17f、Tgfb1和Areg(图5B)。C1和C6中的细胞包含相应效应程序的较高表达 (图5B)。两种终末分化的Th17细胞均表达Il10 (图5D)。
图5. 共生的Th17细胞具有异质性，包含两个IL-10+细胞群
回肠末端IL-10信号通路和iMφ指导Th17抗炎表型的获得
接下来，我们研究了促进TCF1+祖细胞分化为表达IL-10的抗炎Th17细胞的信号和参与的先天免疫细胞。TCF1+ Th17祖细胞只存在于SI LP中，而不存在于mLN中，并且过继转移的TCF1+ Th17祖细胞只归巢于SI LP。此外，虽然TCF1+ Th17细胞存在于十二指肠和回肠中，但TCF1- IL-10+ Th17细胞特异性存在于回肠末端 (图7A和7B)。与来自十二指肠的TCF1+ SFB Th17细胞或来自柠檬酸杆菌感染小鼠的SI LP TCF1+ Th17细胞相比，纯化的回肠TCF1+ SFB Th17细胞在体外生成TCF1- IL-10+ Th17细胞的能力增加。这些结果表明，共生的前体Th17细胞在肠道微环境信号的引导下在末端回肠局部获得IL-10的表达。
图7. 肠巨噬细胞的IL-10信号通路驱动回肠末端抗炎共生Th17细胞的产生
结论及展望
共生微生物可诱导产生细胞因子的效应性组织常驻CD4+ T细胞，但这些T细胞在黏膜稳态中的功能尚不完全清楚。在本研究中，我们发现共生特异性肠道Th17细胞具有一种以表达白细胞介素 (IL)-10和共抑制性受体为标志的抗炎表型。肠道常驻共生特异性Th17细胞的抗炎表型由转录因子c-MAF驱动。产生IL-10的共生特异性Th17细胞是异质性的，来源于TCF1+肠道定居的Th17祖细胞群。Th17细胞在小肠固有层表达IL-10并具有抗炎表型。CD4+ T细胞产生的IL-10和肠道巨噬细胞的IL-10信号驱动共生特异性Th17细胞表达IL-10。肠道共生特异性Th17细胞具有免疫调节功能，在体内外以IL-10和c-MAF依赖的方式抑制效应T细胞活性。我们的结果表明，组织常驻共生特异性Th17细胞在黏膜稳态中发挥调节功能。
原文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1074761323004843?via%3Dihub
参考文献
1.Brockmann Leonie,Tran Alexander,Huang Yiming et al. Intestinal microbiota-specific Th17 cells possess regulatory properties and suppress effector T cells via c-MAF and IL-10.[J] .Immunity, 2023, undefined: undefined.
转自：“生物医学科研之家”微信公众号
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