本文报道了一项关于结肠杆菌(Citrobacter rodentium, CR)感染小鼠时,T细胞如何协助上皮细胞防御细菌入侵的原创研究。主要发现如下:

作者和研究单位: 本研究由Carlene L. Zindl、C. Garrett Wilson等人在Casey T. Weaver实验室(阿拉巴马大学伯明翰分校)完成,发表于自然杆杂志。

研究背景和目的: 白介素22(IL-22)对维持肠道屏障防御起关键作用,但具体途径尚不清楚。本研究旨在阐明T细胞源IL-22如何保护肠道上皮细胞免受CR入侵。

研究流程和发现: 1) 通过单细胞RNA测序,作者发现一种新型远端结肠细胞(DCC)亚群是CR感染的主要靶点,而传统的近端结肠细胞(PCC)则很少被CR侵染。

2) CR感染后,DCC亚群会加速成熟并表达诸如S100A8、CXCL5等抗菌分子和趋化因子。这种靶向DCC的基因表达调控主要依赖于T细胞源IL-22信号。

3) 作者制造了一株表达病毒抗原的CR菌株,发现DCC能提供主要组织相容性复合体II类(MHCII)依赖的抗原呈递,从而招募IL-22产生的CR特异性Th17/Th22细胞。

4) 缺乏上皮细胞MHCII导致CR持续感染和肠炎加重,表现为Th17/Th22细胞数量减少、STAT3激活受阻、DCC成熟加速缓慢、细菌入侵肠密窝等。

5) IL-22还促进感染的DCC加速老化脱落,从而阻止细菌在固着的上皮细胞中扩散。

意义: 本研究阐明了T细胞源IL-22通过MHCII依赖的方式”帮助”靶向感染的DCC亚群产生防御反应,包括表达抗菌分子、加速感染细胞脱落等,从而保护肠道屏障功能。这揭示了IL-22防御肠道病原体的新机制。该研究还发现了一种新型DCC亚群,为探索细菌入侵靶点及宿主防御提供了新视角。

创新之处: 1) 发现了DCC这一新型结肠上皮细胞亚群,并证明它是CR感染的主要靶点。 2) 阐明了T细胞源IL-22通过MHCII依赖的方式”帮助”靶向感染的DCC产生防御反应的机制,揭示了一种新的IL-22介导的抗菌防御途径。 3) 制造了一株表达病毒抗原的CR菌株,可用于研究细菌抗原在上皮细胞中的加工呈递过程及T细胞的识别。 4) 发现IL-22可促进感染的DCC加速老化脱落,阻止细菌在固着的上皮细胞中扩散,是一种新的宿主防御策略。