iNKT细胞能够诱导巨噬细胞活化，“重塑”巨噬细胞表型，引发M1型促炎反应

2024-11-27 《基因启明》公众号《基因启明》公众号发表于上海

这项工作为iNKT细胞疗法提供了重要的见解，指出了人类iNKT细胞能够激活M0、M1和M2型巨噬细胞，促进所有巨噬细胞亚群极化为促炎性M1特征，杀灭体内病原微生物，调节免疫稳态。

亮点

1、人类iNKT细胞诱导巨噬细胞活化，并将初始M0型和抗炎M2型巨噬细胞“塑造”为促炎M1型特征，以适应机体免疫状态。

2、iNKT介导的巨噬细胞活化由CD40介导的。CD1d限制性抗原呈递和CD40-CD40L协同刺激对于iNKT活化、重塑巨噬细胞至关重要。

恒定自然杀伤T（iNKT）细胞是一种先天性T淋巴细胞，同时具有先天性和适应性免疫细胞表面标记。它们表达一种不变T细胞受体（iTCR），能识别并响应由非多态性MHC I样糖蛋白CD1d分子呈递的脂质抗原，杀死异常细胞，从而增强保护性免疫。α-半乳糖酰甘油酰胺（α-GalCer）是其激动剂。

iNKT 细胞在组织中发挥功能在很大程度上取决于它们与巨噬细胞建立的相互作用。巨噬细胞是具有高度可塑性的吞噬细胞，其功能表型受其所处炎症环境的重要影响。M1型巨噬细胞主要分泌促炎细胞因子，包括IFN、IL-12、IL-6；反之，M2型巨噬细胞特点是大量分泌抗炎细胞因子，如 IL-10 和 TGF-β等。现有的研究表明，iNKT细胞可通过CD1d依赖性脂质抗原呈递被巨噬细胞激活，并且可同时调节巨噬细胞的表型和功能特征。但关于这种串扰的研究大多集中在小鼠体内，在人类中的相关性的数据知之甚少。

巧合的是，近期一项题为Human iNKT Cells Modulate Macrophage Survival and Phenotype的研究表明，α-GalCer刺激的iNKT细胞诱导巨噬细胞亚群激活，导致CD40和CD86表达上调，巨噬细胞向M1促炎型发展，这一过程依赖于CD40-CD40L的表达；反之，达到活化阈值的iNKT细胞能够反过来杀死M1型巨噬细胞，维持机体免疫平衡。

首先，研究人员确定了人类iNKT细胞是否能够调节不同巨噬细胞亚群的活化和极化状态。他们在有或没有脂质抗原α-GalCer的情况下，将巨噬细胞与iNKT细胞共培养18小时，并通过流式细胞术评估共培养后的巨噬细胞状态。

有趣的是，α-GalCer 激活的iNKT细胞触发了M0（初始）、M1和M2型巨噬细胞亚群的激活，导致CD86和CD40（M1共刺激标志物）表达上调。其中，CD86表达的增加在M0和 M2型巨噬细胞中更明显；iNKT细胞对CD40的表达也有类似的影响，当α-GalCer 激活后，CD40在M0和M2型巨噬细胞中增加了约6倍，而M1型亚群则仅增加2.6倍。除此之外，CD163（M2标志物）含量在M0型巨噬细胞中些微下降，而其他亚群没有发现重大差异。这意味着，人类iNKT细胞不仅诱导巨噬细胞活化，更会将初始M0型和抗炎 M2型巨噬细胞“塑造”为促炎M1型特征，以适应机体免疫状态。

人巨噬细胞在与α-GalCer活化的iNKT细胞共培养时上调CD86和CD40表达

为了进一步探究巨噬细胞-iNKT细胞共培养物的活化状态，研究人员又测定了上清液中不同细胞因子（GM-CSF、IL-4、IFN-γ和IL-10）的浓度。结果表明，在α-GalCer存在的情况下，所有共培养细胞的上清液中干扰素（IFN-γ）、集落刺激因子（GM-CSF）、IL-4 和 IL-10的水平都有所提高，但M1型巨噬细胞的IFN-γ具有最高的增幅。这支持了iNKT细胞诱导体内巨噬细胞向更有利于炎症环境的方向发展。

上清液中IL-4、IL-10、GM-CSF和IFN-γ浓度

那么，iNKT细胞这种对于巨噬细胞极化的影响具有何种临床意义呢？

为解决这一问题，研究人员分析了患者癌症基因组图谱，以确定iNKT细胞基因特征（TRAV10和TRBV25-1，分别编码iNKT的TCRα和β链）与 M1型（CD40、HLA-DRA、CD80 和 CD86）和M2型巨噬细胞（CD206 和 CD163）基因特征之间的相关性。

令人惊喜的是，在肿瘤和正常邻近组织中，TRAV10和TRBV25-1 mRNA水平均与M1特征呈正相关；而在M2特征中，这种正相关仅在肿瘤组织中发现。此外，将iNKT 细胞特征与肿瘤组织中M1特征转录本放在一起比较时，发现了最强的相关系数，这更加证明了iNKT 细胞和M1型巨噬细胞在癌症中的相关性。因此研究人员认为，在正常组织和肿瘤组织中，iNKT 细胞特征与 M1型巨噬细胞特征密切相关。

iNKT细胞特征与M1或M2型巨噬细胞特征之间的相关性

众所周知，α-GalCer通过CD1d呈递给iNKT细胞，因此研究人员在共培养过程中阻断了CD1d表达，从而探索iNKT驱动的巨噬细胞激活是否需要TCR的参与。他们发现，M0、M1和M2型巨噬细胞与iNKT细胞共培养后，CD86和CD40的表达明显增加，而随着CD1d的阻断，这种效应被部分减弱，表明iNKT 细胞在共培养时诱导巨噬细胞活化需要CD1d的参与。

iNKT细胞对巨噬细胞的激活

已有研究表明，CD40对于iNKT细胞的协同刺激和活化非常重要，因此研究人员假设CD40-CD40L协同刺激对iNKT诱导的巨噬细胞活化起着重要的正反馈作用。果不其然，结果表明与未阻断CD40L的共培养条件相比，阻断CD40L后 M0巨噬细胞的CD86表达量明显降低。最重要的是，阻止细胞间CD40-CD40L 相互作用也会阻止M0、M1和M2型巨噬细胞的CD40上调。这表明 iNKT介导的巨噬细胞活化在更大程度上是由CD40介导的，CD1d限制性抗原呈递和 CD40-CD40L协同刺激对于iNKT细胞“塑造”巨噬细胞活化状态和表型的能力至关重要。

CD40L是iNKT介导的巨噬细胞激活所必需的

接下来，他们评估了共培养条件下，达到活化阈值的iNKT细胞是否能够反过来杀死巨噬细胞，从而令机体免疫稳态处于平衡。结果表明，iNKT细胞诱导的M1型巨噬细胞死亡率是其它种类巨噬细胞的2倍，说明“达到活化顶峰”的iNKT细胞能更有效地杀死M1型巨噬细胞，从而有助于缓冲炎症加剧的情况。

iNKT细胞诱导巨噬细胞亚群死亡

最后，研究人员进一步揭示了iNKT细胞杀死巨噬细胞的机制。考虑到CD40在前文中对巨噬细胞活化的影响，他们先评估了CD40对巨噬细胞存活的作用。令人意外的是，结果表明，CD40-CD40L的相互作用并不直接诱导巨噬细胞的死亡。随后，他们将目光转向了CD1d。有趣的是，阻断CD1d可提高M0和M2型巨噬细胞的存活率，同时M1亚群的存活率也呈恢复趋势。这些结果证明，iNKT 细胞诱导的巨噬细胞凋亡需要CD1d的参与，并且该过程与CD40L无关。

iNKT细胞对巨噬细胞的细胞毒性由CD1d介导

综上所述，这项工作为iNKT细胞疗法提供了重要的见解，指出了人类iNKT细胞能够激活M0、M1和M2型巨噬细胞，促进所有巨噬细胞亚群极化为促炎性M1特征，杀灭体内病原微生物，调节免疫稳态。

来源：

微信公众号: 基因启明

参考文献：

Loureiro JP, Cruz MS, Cardoso AP, Oliveira MJ, Macedo MF. Human iNKT Cells Modulate Macrophage Survival and Phenotype. Biomedicines. 2022 Jul 17;10(7):1723. doi: 10.3390/biomedicines10071723. PMID: 35885028; PMCID: PMC9313099.

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