Science：ILCIII介导微生物特异性T细胞“阴性选择”

　　针对自身抗原的T细胞是自身免疫疾病的主要原因，因而在正常状态下，针对自身抗原的T细胞在成熟之前就在胸腺中被机体识别并删除了，这一过程被称为"克隆删除"。介导克隆删除的关键是位于胸腺中的表皮细胞与树突状细胞，它们表达MHC II，并能够呈递自身的抗原物质。一旦有T细胞能够识别该抗原-MHC II复合体，那么就会启动细胞死亡的程序。

　　然而，肠道微生物特异性的T细胞的产生就变得十分有趣了。首先，肠道微生物携带的抗原物质并不是机体的自身抗原，也不会被胸腺中的上皮细胞或树突状细胞呈递，因而不存在胸腺阴性选择的可能，而正常人却不会引发严重的肠道炎症。特殊情况下，比如IBD（immune bowel disease）患者，它们的肠道部位会产生大量的微生物特异性的效应T细胞，这又是怎么回事呢？

　　近年来一些研究发现肠道内的调节性T细胞能够控制局部的免疫反应，这是一个说得过去的理由，因为调节性T细胞能够特异性抑制效应T细胞的活性。不过有没有其它的方式存在呢？

　　另外一些研究发现肠道内存在一类III型先天免疫细胞（ILC-III），这类细胞能够表达MHC-II。遗传学手段发现如果将ILC-III内部的MHC-II敲除后会导致急剧的肠炎。这一实验结果暗示ILC-III的抗原呈递能力对于维持肠道免疫稳态的作用。

　　最近，来自cornell 大学的Gregory F. Sonnenberg在《science》杂志在线发表了他们对这一问题的深入研究。

　　首先他们发现CCR6+ ILC-III是肠系膜等肠道淋巴结中丰度很高的ILC类型的细胞。之后，他们比较了野生型小鼠与CIITA-/-小鼠的ILC-III内部MHC-II的表达量，证明了MHC-II在其中的表达依赖于上游信号分子CIITA。CIITA在小鼠中的表达依赖于多种不同的启动子，包括p-II，p-III，p-IV。作者通过遗传学手段证明ILC-III中MHC-II的表达依赖于p-IV，这与B细胞以及树突状细胞是不同的。

　　之后，作者重复了之前的工作，他们比较了野生型小鼠与ILC-III特异性MHC-II-/-小鼠肠道T细胞的激活情况。结果显示：缺失突变体小鼠效应T细胞数量明显低于野生型小鼠，然而天然T细胞以及调节性T细胞的数量没有明显差异。另外，作者发现突变体小鼠体内的效应T细胞能够对粪便中的抗原产生反应，而对自身的抗原没有反应。这一结果暗示了ILC-III确实存在调节肠道T细胞活性的能力，而这一能力是由其抗原呈递能力决定的。

　　为了进一步证明这一观点，作者将上述ILC-III特异性MHC-II-/-小鼠与梭状芽胞杆菌CBir1特异性TCR转基因小鼠进行杂交获得了"双转"小鼠。实验结果显示，ILC-III内部MHC-II的缺失并不影响胸腺中CBir1特异性T细胞的成熟，然而在肠道附近淋巴结中特异性T细胞的数量相对于对照组明显增多。为了证明上述效应与肠道微生物相关，作者平行地杂交获得了ILC-III特异性MHC-II-/-小鼠与OT-II小鼠的"双转II号"小鼠。结果显示：OT-II特异性T细胞在胸腺以及肠道附近淋巴结中的熟练相对于野生型均没有变化。由于OT-II并不会受肠道微生物的影响而CBir1可以，所以这一实验证明了ILC-III的抗原呈递选择性与效应。

　　为了在体内证明ILC-III对细菌特异性T细胞的调节作用，作者构建了只在ILC-III中有MHC-II表达的小鼠。由于这一类小鼠系统性缺乏MHC-II，体内的T细胞基本不发育，所以只能通过移植的手段将CBir1特异性T细胞转移到该转基因小鼠体内，同样，作为对照，CBir1特异性T细胞也转入了野生型小鼠体内。结果显示，在野生小鼠体内，该天然T细胞出现明显的增殖（CFSE标记法），然而，在完全缺乏MHC-II的小鼠以及只有在ILC-III中表达MHC-II的小鼠体内这一增殖与分化的效应变得很弱。之后，作者将CBir1T细胞进行体外激活，然后把激活后的T细胞移植到小鼠体内，结果显示：相对于野生型，转基因小鼠肠道附近淋巴结中效应T细胞的数量与比例均明显下降。

　　那么这一减少的原因是什么呢？作者猜测可能是由于发生了迁移，细胞增殖减慢或者是发生了细胞死亡。然而，实验结果显示这部分移植后的细胞并不会富集在其它淋巴器官，同时他们的增殖能力也没有明显减弱。为了研究这一问题，作者进行了体外的ILC-III与T细胞的共培养实验。

　　实验结果显示在有ILC-III存在的情形下T细胞的数量确实会减少，而这一效应能够被MHC-II中和性抗体阻断。之后，作者发现了共培养条件下caspase-3的激活以及Annexin-5阳性细胞的增多，标志着细胞凋亡事件的发生。

　　这一事件与胸腺中发生的"阴性选择"十分相像。在胸腺阴性选择中，自身特异性T细胞的凋亡伴随着NUR77的表达与bim的上调。有趣的是，作者在共培养实验中发现了相同的现象。而且Bim的上调对于T细胞的凋亡十分重要。进一步发现，该凋亡事件的发生不仅依赖于MHC-II与TCR的相互作用，也依赖共刺激分子，但是作者发现死亡受体FAS并不参与这一过程。

　　有研究认为细胞凋亡也受到细胞因子影响，作者倾向于赞同这一观点。与此相符，实验发现共培养的细胞凋亡事件可以被人为加入IL-2所缓解。

　　最后，作者希望了解在患有肠炎（IBD，克罗恩病等）的患者中是否这一机制受到破坏。通过分析病人的样本，作者发现病人肠道组织中ILC表面MHC-II的表达量受到明显抑制，尤其是ILC-III。之后，作者发现了ILC-III的MHC-II表达量与IL-17的数量以及肠道的微生物特异性抗体含量存在明显的反向相关性。

　　综上，作者提出了肠道ILC-III型细胞能够通过抗原呈递的方式介导类似于"阴性选择"的过程来控制肠道的免疫反应，而在IBD等患者中这一机制受到了破坏。