客觀日本

冶癒黴菌性肺纖維化的關鍵!日本明確導致肺部組織纖維化的新細胞羣

2019年10月18日 生物醫藥

日本千葉大學的平原潔副教授和中山俊憲教授等人組成的研究小組,與富山大學的市川智巳博士和戶邊一之教授等人合作,在因黴菌暴露而發生纖維化的肺部,發現了名爲「組織常駐記憶CD4 T細胞」的新細胞羣。另外研究人員還發現,「組織常駐記憶CD4 T細胞」由引起組織纖維化的高致病性細胞羣和抑制組織纖維化的細胞構成,由此明確了此前一直不清楚的組織纖維化機制。相關研究成果已於2019年10月8日發佈在了《自然-免疫學》上。

以此次新確定的「組織常駐記憶CD4 T細胞」羣中的高致病性細胞羣爲冶癒靶標,有望對頑固性肺部組織纖維化病症確立有效的冶癒方法。

研究小組爲解析黴菌引起的肺組織纖維化,利用會在人活體內引發多種肺病的黴菌——煙霧麴黴,製作了發生肺部組織纖維化的模式小鼠。連續7周暴露於黴菌中的小鼠的肺部與正常小鼠(對照組)的肺部相比,肺中聚集了大量發炎細胞(圖1上),並且組織發生纖維化(圖1下)。

冶癒黴菌性肺纖維化的關鍵!日本明確導致肺部組織纖維化的新細胞羣

圖1:長期暴露於麴黴菌(黴菌)中,肺部聚集發炎細胞(上圖),並導致纖維化反應(下圖)

研究小組詳細解析了長期暴露於黴菌中的小鼠肺部,發現新的細胞羣並明確了其結構。第一,確定了不在活體內行程,而是持續在肺組織中停留3個月以上的特殊細胞羣「組織常駐記憶CD4 T細胞」。第二,發現「組織常駐記憶CD4 T細胞」羣與以往知道的在體內循環的T細胞(初始T細胞、效應記憶T細胞)相比,會高度表達與纖維化有關的基因。第三,應答「組織常駐記憶CD4 T細胞」透過名爲CD103的細胞表面標誌物分爲兩個亞組,其中CD103陰性的「組織常駐記憶CD4 T細胞」(Tissue resident memory;Trm)會大量產生誘導纖維化的各種生理活性物質——發炎性細胞介素,而CD103陽性的「CD4 Trm細胞」中會高度表達調節性T(regulatory T; Treg)細胞的標誌物轉錄因子Foxp3。此前的研究人們已知Treg細胞會在活體內抑制過度的發炎反應(圖2)。

冶癒黴菌性肺纖維化的關鍵!日本明確導致肺部組織纖維化的新細胞羣

圖2:長期暴露於麴黴菌中引起的組織常駐記憶CD4 T細胞和肺部組織纖維化

爲調查「CD4 Trm細胞」是否與肺部纖維化有關,研究小組還利用特殊的化合物,將小鼠肺部變成了只有「CD4 Trm細胞」的狀態。在這種狀態下,肺部也發生了強烈的纖維化反應。也就是說,由此可以確定「CD4 Trm細胞」是引起肺部纖維化的終極因數。

研究小組最後分析看了CD103陰性的「CD4 Trm細胞」和CD103陽性的「組織常駐Treg細胞」分別是如何參與肺部纖維化反應的。利用抗CD103抗體,從肺部去除CD103陽性的「組織常駐Treg細胞」後,使其暴露於黴菌中發現,小鼠肺部的纖維化明顯加劇(圖3)。也就是說,由此可應答CD103陽性的「組織常駐Treg細胞」能抑制CD103陰性的「CD4 Trm細胞」引起的纖維化。

冶癒黴菌性肺纖維化的關鍵!日本明確導致肺部組織纖維化的新細胞羣

圖3:使用抗CD103抗體後,肺部的組織纖維化加劇

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文:JST客觀日本編輯部翻譯整理