Nature Immunology：精氨酸酶调节ILC2免疫活性
2016-05-30 佚名 生物谷
先天淋巴细胞（innate lymphoid cell, ILC）免疫系统重要的组成部分，它们参与调节免疫反应，炎症，代谢稳态以及多种器官组织的修复（包括肝脏，肺脏，皮肤以及脂肪组织）。II型ILC是ILC中比例最高的一个亚群（ILC2），主要聚集在肺部，是II型炎症反应的关键起始元件。然而，调节ILC功能的细胞内部分子机制至今研究的仍不清楚。 精氨酸酶I（Arg1）能够催化L-精氨酸生成尿素
先天淋巴细胞（innate lymphoid cell, ILC）免疫系统重要的组成部分，它们参与调节免疫反应，炎症，代谢稳态以及多种器官组织的修复（包括肝脏，肺脏，皮肤以及脂肪组织）。II型ILC是ILC中比例最高的一个亚群（ILC2），主要聚集在肺部，是II型炎症反应的关键起始元件。然而，调节ILC功能的细胞内部分子机制至今研究的仍不清楚。
精氨酸酶I（Arg1）能够催化L-精氨酸生成尿素以及鸟氨酸，进而促进胶原蛋白的合成以及细胞的增殖。此前研究发现，arg1除了能够调节尿素代谢以外，它在免疫细胞中也发挥着至关重要的作用，尤其是II型炎症反应。最近，来自抗癌尔大学微生物学与免疫学系的David Artis课题组在《nature immunology》发表文章，揭示了Arg1在调节ILC2以及II型炎症反应中的作用。
此前已经有文章报道，在成熟的ILC2中有arg1的表达，但是是否arg1同样在其前体细胞中有表达仍不清楚。对此，研究者们提取了arg1-YFP报告基因小鼠不同分化阶段的ILC2前体细胞进行流式检测。结果显示，在HSC（hematopoietic stem cells），CLP（common lymphoid progenitors）以及CHILP（common innate lymphoid progenitor）均没有arg1的表达，这一结果表明arg1表达是在ILC2分化到已经阶段才出现的现象。之后，作者希望了解arg1在ILC2中的表达上调是否会受到外界环境的影响。通过比较不同组织的ILC2，作者发现arg1在不同组织的ILC2中均能够稳定地表达。
由于此前研究发现Arg1在调节肺部免疫稳态中具有重要的作用，作者希望了解肺脏中哪一类细胞大量表达这一蛋白。通过分析所有肺脏中表达Arg1（即YFP阳性）的细胞，作者发现其中大部分是ILC2。
进一步，为了研究是否Arg1调节了ILC2的炎症反应活性，作者构建了一个小鼠呼吸道急性过敏炎症反应模型：通过向鼻腔中滴灌木瓜蛋白酶，能够引发Arg1的表达，同时肺脏中出现了大量的ILC2。进一步的细胞分析也表明大部分表达Arg1的细胞为ILC2。同时，作者对患有慢性阻塞性肺炎的患者的肺脏样本进行了上述分析，得到了相似的结果。
之后，作者人为地敲除了小鼠ILC2中的Arg1基因。通过炎症反应试验，作者发现这种小鼠呼吸道炎症反应的强度出现了明显的下降。进一步，作者利用小鼠慢性炎症反应模型进行试验，发现在缺失了Arg1之后，ILC2的反应受到了明显的阻碍。同时，作者发现只有ILC2细胞中的Arg1能够影响肺部的炎症反应，除此之外，髓系来源细胞内部的Arg1并不能对肺部炎症反应产生影响。
接下来，作者发现Arg1的缺失能够导致ILC2的增殖能力受到影响，而细胞的凋亡则没有明显改变。这能够导致在肺部炎症反应过程中ILC2的数量比例产生差异。最后，作者发现Arg1参与了ILC2细胞内部糖酵解的活动，Arg1酶活性的破坏能够引起ILC2细胞内部代谢的紊乱，这也许是导致其增值能力下降的原因。
原始出处
Laurel A Monticelli, Michael D Buck, Anne-Laure Flamar, Steven A Saenz, Elia D Tait Wojno, Naomi A Yudanin, Lisa C Osborne, Matthew R Hepworth, Sara V Tran, Hans-Reimer Rodewald, Hardik Shah, Justin R Cross4, Joshua M Diamond, Edward Cantu, Jason D Christie, Erika L Pearce & David ArtisArginase 1 is an innate lymphoid-cell-intrinsic metabolic checkpoint controlling type 2 inflammation Nature Immunology.2016
作者：佚名
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