来自波士顿大学医学院(BUSM)的研究人员发现，肺部的免疫控制是由排列在空气空间中的细胞，即上皮细胞，使用一种特殊的面向免疫的分子MHC-II完成的。这种上皮性MHC-II对于定位和编写肺内被称为常驻记忆T (TRM)淋巴细胞的高度专门化免疫细胞至关重要。

“肺上皮细胞通常预想为支持呼吸功能,而据悉,mhc ii连接免疫细胞的免疫细胞,因此,发现对肺上皮细胞mhc ii告诉TRM细胞去哪里和做什么在肺新颖和意外,”通讯作者Joseph Mizgerd解释道，他是BUSM的医学、微生物学和生物化学教授。

通过分析来自人类和实验模型的肺上皮细胞，研究人员了解到，所有不同类型的上皮细胞都表达MHC-II，并在感染期间增加其表达。MHC-II唯一已知的功能是教育称为CD4+ T细胞的免疫细胞。在细胞培养中，肺上皮细胞可以使用这种分子来告诉T细胞该做什么，这样它们就能够对可能导致感染的微生物做出适当的反应。只中断肺上皮细胞上的MHC-II导致肺中CD4+ T细胞的数量、类型和位置异常，而不是血液，表明这些特定的肺细胞负责指导肺免疫。

“我们的研究表明，肺上皮细胞类似于看门人，其任务是适当指示CD4 TRM细胞前哨的位置和它们对抗未来感染的能力。考虑到TRM细胞除了在肺炎中起到保护作用外，还在抗击癌症和引发哮喘方面发挥着关键作用，我们的发现在理解、预防和治疗多种肺部疾病方面具有更大的意义，”BUSM肺中心博士后科学家、第一作者Anukul Shenoy博士说。

除了表明肺上皮细胞利用MHC-II组织肺中的免疫系统外，该研究还揭示了两个从主要发现中衍生出来的意外发现。首先，其他面向免疫的分子依靠MHC-II到达细胞表面，在那里它们可以与其他细胞相互作用，完成免疫指令。第二，肺上皮细胞上缺乏MHC-II导致局部肺免疫系统发生变化，这反映了免疫靶向癌症治疗(“检查点抑制剂疗法”)罕见但严重的结果。“这导致这些癌症治疗的发现一个分子的目标是一个分子,取决于mhc ii获得细胞表面,和建议从检查站抑制剂疗法可能会导致有害的副作用从抑制肺上皮细胞,免疫细胞指导的“Mizgerd说。

研究人员设想，可以设计干预(预防和治疗)来利用肺上皮细胞调节肺免疫的能力。“通过这种方式，我们将能够在肺炎和/或癌症期间使用患者自己的肺上皮细胞来开启TRM细胞的保护作用，同时能够在必要时关闭它们在哮喘期间的病理作用，”Shenoy说。

这些发现发表在《自然通讯》杂志网络版上。

资助这项研究是由国家卫生研究院的基金提供包括HL147397环评,HL142199出租车,HL147461 FTK, HL136725 MRJ, GM120060 HL111449 LJQ, AI115053, HL135756, HL137081摩根大通和T32 HL007035支持学员除了支持由德国研究基金会(DFG)临床研究集团KFO309 Tp08,卓越集群心肺研究所(CpI)和德国肺研究中心(DLZ)的结核病。

Journal Reference:

Anukul T. Shenoy, Carolina Lyon De Ana, Emad I. Arafa, Isabelle Salwig, Kimberly A. Barker, Filiz T. Korkmaz, Aditya Ramanujan, Neelou S. Etesami, Alicia M. Soucy, Ian M. C. Martin, Brian R. Tilton, Anne Hinds, Wesley N. Goltry, Hasmeena Kathuria, Thomas Braun, Matthew R. Jones, Lee J. Quinton, Anna C. Belkina, Joseph p. Mizgerd. Antigen presentation by lung epithelial cells directs CD4+ TRM cell function and regulates barrier immunity. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-26045-w