固有淋巴样细胞（ILCs)在肺部病毒感染中的作用及机制研究

Pulmonary infection is a common disease, in which virus has become the main pathogen. Recent years, due to the high contagiousness and the extreme severity caused by influenza virus especially global highly pathogenic avian influenza outbreaks, pulmonary anti-viral immunity draw more attentions. .Previous studies have demonstrated that immune system could selectively launch immune responses to prevent virus infection. Innate lymphocytes (ILCs) and epithelial cells (ECs) have been connected with innate and adaptive immunity to virus infections, thus have the ability to present essential roles. Epithelial cells infected by viruses secrete a variety of molecules, including IFNs, IL-1, TSLP, IL-25, and IL-33 that contribute to ILCs biology. How ILCs are recruited into inflammatory tissues and respond to epithelial cell-derived factors in humans remains largely unknown. Herein, we will define the antiviral effect of ILCs in a mouse model, and then culture virus-infected epithelial cells with ILC subsets and their progenitors/precursors to identify epithelial cell-derived factors involved in the recruitment, differentiation, and function of ILC subsets..The current proposal is innovative because it substantially contributes to overall knowledge of human ILCs, and their function in respiratory viral infections. The proposal is relevant because it directly addresses the migration, differentiation, and proliferation of ILCs in response to epithelial cell infection. This will provide an idea for the therapy of anti-virus infection.

肺部感染是最常见的感染性疾病之一，病毒是其重要的病原体，尤其近年来流感病毒（如高致病性禽流感）的爆发流行，使人们更加重视病毒感染与肺内免疫的研究。有关研究表明，机体的免疫系统可以选择性地启动免疫应答来抵抗病毒入侵。该过程中固有淋巴样细胞（ILCs）和上皮细胞(ECs)可能更早更高效的发挥着重要作用。已有研究报道ILCs在细菌、寄生虫以及真菌感染引发的免疫应答过程中发挥了作用，但对ILCs在肺部抗病毒免疫应答中的作用及机制仍不明确。本项目首先利用动物模型明确ILCs在病毒感染中的抗病毒作用；继而研究人肺ILCs的生物学特性，探索ILCs和ECs在病毒感染中的相互作用及分子机制。本研究阐明ILCs在抗病毒免疫应答中的功能，为进一步揭示肺部病毒感染的免疫机理奠定基础；提供肺部病毒感染治疗的新思路。

肺脏独特的结构、生理功能和组织微环境使其具有独特的免疫细胞组成、细胞亚群和功能分子，形成独特的区域免疫特性。固有淋巴细胞（Innate lymphoid cells, ILCs）是重要的组织粘膜驻扎细胞，在肺脏粘膜免疫中发挥重要作用。近年来ILCs的研究很热，但在人肺部疾病中的作用尚未完全清楚，我们收集了肺脓肿、肺结核及肺癌患者手术切除的标本，分析其病变区、非病变区及外周血中ILC1s，ILC2s和ILC3s的分布情况。发现肺癌组织中的ILC3s与肺结核和肺脓肿中的ILC3s相比发生了更明显的改变，在肺癌病变区中ILC3s含量丰富。为进一步细化ILC3s的亚群，我们检测了外周血中、肺癌中病变区及非病变区组织中ILCs表面蛋白CCR6、CCR7、ICOS、NKp30、NKp44及NKp46的表达，发现不同表面标志蛋白在肺癌的不同组织及不同的ILCs亚群上的表达水平均不相同，例如肺癌非病变区CCR6+ILC3s比例高于外周血，低于病变区；非病变区NKp44+ILC1s、NKp44+ILC2s及NKp44+ILC3s比例均低于病变区；NKp44+ILC3亚群在病变区和非病变区均有分布，但在外周血中无分布。提示NKp44对ILCs不同亚群的功能，及肺癌发生发展可能发挥着重要的作用。更进一步，RNA-seq结果显示病变区NKp44-ILC3s或NKp44+ILC3s基因转录特性与非病区不同。虽然NKp44-ILC3s和NKp44+ILC3s具有相似的典型转录本，但它们的功能基因转录本不同。差异基因主要分布于细胞因子、趋化因子、调控分子等，在生物学调控、细胞成分和分子结合等方面发挥作用。这些结果表明，ILC亚群，特别是ILC3s，发生了癌症驱动的改变。本项目的完成，有助于评估肺癌中ILC3s的作用，阐明NKp44+ILC3s与NKp44-ILC3s的差异，为肺癌治疗提供新思路。