武漢病毒所揭示鞭毛素調節呼吸道DC功能並增強IgA抗體應答的細胞和分子機制





最近,免疫學專業期刊《白細胞生物學雜誌》(Journal of Leukocyte Biology)在線發表題為《鼻腔上皮細胞通過TLR5/GM-CSF調節呼吸道DC並增強IgA應答》(Nasal epithelial GM-CSF contributes to TLR5-mediated modulation of airway dendritic cells and subsequent IgA response)的研究論文。該研究發現鼻腔黏膜上皮細胞在啟動機體對細菌鞭毛素這一病原相關分子模式的免疫應答及其應答特性上具有重要的指導作用,其中鼻腔黏膜上皮細胞TLR5通路激活產生的GM-CSF是關鍵介導分子。這一發現不但揭示了鞭毛素蛋白鼻腔免疫增強IgA應答的黏膜佐劑活性機制,對進一步闡明呼吸道黏膜免疫應答的獨特機制也具有重要意義。

呼吸道黏膜是各種空氣傳播的細菌和病毒性病原入侵機體的主要途徑。誘導呼吸道黏膜特異性分泌型IgA抗體是發揮黏膜第一道免疫防線的關鍵,能有效提高機體防禦病原入侵的能力。以往的研究表明呼吸道DC可通過T細胞依賴和非依賴的兩種途徑參與naïve B細胞的IgA類別轉換,在IgA應答中發揮關鍵作用。然而,很少關注最先與病原和病原相關分子模式相互作用的黏膜上皮細胞在免疫調節中的作用。中國科學院武漢病毒研究所研究員鄢慧民主管的黏膜免疫學科組在研究中發現鞭毛素並不能直接有效地活化呼吸道DC,直接刺激DC並不能增強naïve B細胞的IgA應答。研究表明只有先刺激鼻黏膜上皮細胞才能進一步激活黏膜下DC細胞。這提示了鞭毛素蛋白是通過一種間接模式將激活信號從黏膜上皮細胞傳遞到DC,賦予DC增強naïve B細胞IgA應答的能力。該學科組在研究中進一步採用細胞因子晶片等實驗技術,發現並證明了鼻腔黏膜上皮細胞被鞭毛素激活TLR5通路產生的GM-CSF是傳遞激活信號並調節DC功能的關鍵細胞因子。這不但證明了黏膜上皮細胞具有免疫調節功能,也是首次發現GM-CSF具有調節DC從而增強IgA應答的功能作用。

該研究論文被期刊以前沿(Frontline Science)亮點文章(Highlighted Article)上線刊出。武漢病毒所黏膜免疫學科組助理研究員鐘茂華為該研究論文通訊作者,學科組長鄢慧民為共同通訊作者,博士生操媛為第一作者。黏膜免疫學科組多年以來一直聚焦「IgA抗體在黏膜免疫防禦中的抗病毒機制和應用」,已經在重組鞭毛素黏膜佐劑研發和黏膜疫苗應用上取得系列成果。該研究進一步闡明了鞭毛素作為鼻腔黏膜佐劑增強IgA應答的細胞和分子機制,分別得到了科技部國家傳染病重大專項(No. 2012ZX10001-008)、國家自然科學基金項目(Nos. 81302609,81202312,31300717,81461130019)、中科院「135規劃」培育項目的資助。

論文鏈接

鞭毛素調節呼吸道DC功能及IgA應答的機制