研究發現免疫細胞在免疫系統外的新作用：免疫細胞在出生前塑造肺部

研究人員發現，免疫細胞在指導人體肺組織發育過程中起著積極而密切的作用，徹底改變了我們對早期肺發育和免疫細胞在免疫系統外的作用的理解。

這項研究為理解和治療呼吸系統疾病，如慢性阻塞性肺疾病(COPD)提供了新的見解。呼吸系統疾病幾乎占全世界五歲以下兒童死亡總數的20% 1。

這項工作揭示了免疫系統和呼吸系統之間令人驚訝的協調，其發展比以前認為的要早得多。這一發現引發了關于免疫細胞在全身其他發育器官中的潛在作用的問題。

來自倫敦大學學院威康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的研究人員和他們在EMBL歐洲生物信息學研究所的合作者使用先進的單細胞技術繪制了早期人類肺部免疫細胞隨時間的發展圖。

這項研究**創建了發育中的肺的免疫細胞圖譜。它是國際人類細胞圖譜計劃的一部分，該計劃正在繪制人體每一種細胞類型，以改變我們對健康、感染和疾病的理解。

12月15日發表在《科學免疫學》雜志上的這一發現將有助于闡明兒童肺部疾病背后的機制。

免疫細胞構成氣道和成熟肺的很大一部分，它們具有關鍵的氣體交換和屏障功能，為呼吸道感染提供保護。然而，與結構細胞或襯里細胞類型相比，免疫細胞在發育器官中的作用仍未得到探索。最近的發現證實，早在發育5周后，人體肺部就存在免疫細胞。

為了探索免疫系統是否會影響肺部的生長，研究小組研究了發育5至22周的早期人類肺部的免疫細胞。他們使用了各種技術，包括單細胞測序和肺細胞培養實驗，以觀察免疫細胞是否會影響肺細胞的發育。

他們確定了肺發育的關鍵調節因子，包括促進肺干細胞分化為專門的成熟細胞類型的信號分子IL-1β和IL-13。

研究人員發現了先天免疫細胞的浸潤，其次是適應性免疫細胞。先天細胞包括先天淋巴樣細胞(ILCs)、自然殺傷細胞(NK)、骨髓細胞和祖細胞。對于適應性免疫細胞和T細胞，檢測到發育和成熟的B系細胞，表明肺環境支持B細胞的發育。

這些發現從根本上改變了對胎兒肺成熟至關重要的免疫和上皮相互作用的理解。他們還認為，早期免疫紊亂可能表現為兒科肺病。

這些關于早期肺形成機制的新見解也將有助于開發新的治療方法來再生受損肺組織和恢復肺功能。

賀鵬博士和喬·巴恩斯博士是這項研究的共同**作者，他們分別來自Wellcome Sanger研究所、EMBL的歐洲生物信息學研究所和倫敦大學學院醫學部，他們說:“通過采用一種集中的策略來繪制免疫系統，我們揭示了免疫細胞和發育中的肺部之間的共生關系。這些詳細的見解為潛在的再生療法打開了大門，不僅在肺部，而且在其他重要的人體器官。”

這項研究的資深作者、倫敦大學學院醫學部的Marko nikoliki博士和呼吸醫學名譽顧問說:“我們現在知道免疫上皮的串擾是早期肺部發育的一個特征。這一健康肺部發育的重要基線將幫助我們了解當肺部發育過程被破壞時會發生什么，例如早產，這會導致呼吸缺陷。”

這項研究的資深作者、韋爾科姆桑格研究所的克斯廷·邁耶博士說:“免疫細胞的積極參與擴大了理解和解決肺形成受損問題的可能性。這種機制最令人興奮的是，它也可能適用于其他器官系統。”

這項研究的資深作者、威康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的薩拉·泰希曼(Sarah Teichmann)博士說:“如果我們要完全了解疾病的根本原因，我們需要對人體各個階段的細胞有一個完整的了解。”這對全面的人類細胞圖譜的重要貢獻將為研究肺部疾病提供寶貴的參考。”

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