2022年6月23日,美國索爾克生物研究所鄭頁課題組在 Nature 子刊 Nature Immunology 在線發(fā)表了題為:Glucocorticoid signaling and regulatory T cells cooperate to maintain the hair-follicle stem-cell niche(糖皮質激素和調節(jié)性T細胞協同維持毛囊干細胞微環(huán)境)的研究論文。
該研究揭示了在皮膚毛囊損傷的情況下誘導產生的糖皮質激素(glucocorticoid)可以促進調節(jié)性T細胞(Treg)分泌生長因子 TGF-β3,進而促進毛囊干細胞增殖以及毛發(fā)再生。
該研究不僅拓寬了人們對組織駐留調節(jié)性T細胞如何發(fā)揮非免疫抑制功能的認知,還對理解斑禿(一種免疫系統攻擊自身毛囊而導致的脫發(fā))的發(fā)病機制以及糖皮質激素治療斑禿的分子機理有重要的指導意義。
調節(jié)性T細胞(Treg)長期以來被認為是一群具有抑制機體過度免疫反應功能的淋巴細胞,對維持機體免疫耐受至關重要。近年來,研究顯示調節(jié)性T細胞除了發(fā)揮免疫抑制功能之外,還可以在非淋巴組織中調節(jié)機體的代謝和組織修復與再生。然而調節(jié)性T細胞如何促進損傷組織的修復和再生并不清楚。尤其是無法確定調節(jié)性T細胞是否不依賴其免疫抑制功能,而直接通過調節(jié)組織干細胞的增殖與分化來促進組織的修復與再生。在這項研究中,論文第一作者劉志博士等研究人員利用皮膚毛囊損傷與修復這一模型, 致力于尋找在組織損傷的情況下,什么信號通路可以誘導調節(jié)性T細胞的促再生(pro- regenerative)功能,以及調節(jié)性T細胞通過分泌什么生長因子來促進毛囊干細胞的增殖與分化。在該研究中,研究人員首先觀察到糖皮質激素受體(glucocorticoid receptor)在皮膚中的調節(jié)性T細胞高表達,以及對皮膚毛囊進行脫毛損傷后誘導分泌的糖皮質激素水平增高。這些結果提示糖皮質激素信號可能在調節(jié)性T細胞促進毛發(fā)再生過程中發(fā)揮重要的作用。接下來,研究人員發(fā)現糖皮質激素受體的條件性敲除小鼠的毛發(fā),在脫毛損傷下或者自然毛發(fā)生長周期中,無法像野生型小鼠一樣正常再生或生長,毛囊干細胞一直處于休眠狀態(tài),無法被激活,增殖與分化。令人意外的是,雖然糖皮質激素在臨床上被用于抑制炎癥性疾病,以及調節(jié)性T細胞的經典功能就是抑制過度免疫反應,但是該項研究發(fā)現內源性的糖皮質激素并影響調節(jié)性T細胞的免疫調節(jié)功能,進而提示糖皮質激素可以直接誘導調節(jié)性T細胞的促再生功能。下一步,研究人員發(fā)現,調節(jié)性T細胞受到糖皮質激素信號激活后分泌的細胞生長因子 TGF-β3 可能直接介導調節(jié)性T細胞和毛囊干細胞之間的交流。最后,研究人員通過體外調節(jié)性T細胞對毛囊干細胞的共培養(yǎng)實驗,體內給予外源性的 TGF-β3 或者阻斷 TGF-β3 信號通路,以及 TGF-β3 條件性敲除小鼠確定了調節(jié)性T細胞分泌的 TGF-β3 介導了調節(jié)性T細胞對毛囊干細胞的調控以及促進毛發(fā)再生。糖皮質激素誘導調節(jié)性T細胞與組織干細胞相互作用促進毛發(fā)生長
綜上,該研究揭示了誘導調節(jié)性T細胞和毛囊干細胞相互作用的上游激素信號——糖皮質激素,以及介導他們交流的下游生長因——TGF-β3,明確了誘導調節(jié)性T細胞的促組織再生功能的信號通路可以獨立于調節(jié)其免疫抑制功能的TCR信號或者細胞因子信號通路,進而證實了調節(jié)性T細胞可以不依賴其維持組織微環(huán)境免疫穩(wěn)態(tài)的功能,直接調節(jié)組織干細胞的增殖分化以及組織的修復和再生。該研究對如何利用調節(jié)性T細胞治療斑禿,創(chuàng)傷修復,以及如何干預機體衰老和器官修復都有重要的借鑒作用。索爾克生物研究所鄭頁研究員為論文通訊作者,博士后劉志為第一作者。胡嫻亭博士等其他實驗室成員也參與了該項工作,該研究還得到了復旦大學眼耳鼻喉醫(yī)院的李華斌教授的大力支持。論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41590-022-01244-9
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