Nature（IF=64.8）：ILC2在对抗寄生虫感染和组织保护方面发挥非冗余作用

为了描绘ILC2和适应性淋巴细胞的不同功能，研究人员根据NMUR1在ILC2上的表达模式，开发出一种在体内靶向ILC2的新型遗传工具。他们委托赛业生物构建了Nmur1^iCre-eGFP小鼠，这种小鼠表达iCre重组酶和eGFP报告基因，它们位于Nmur1启动子的下游（图1）。他们发现，NMUR1–eGFP报告基因仅在ILC2中高表达，而在ILC1和ILC3亚群以及适应性淋巴细胞中的表达量极低甚至没有。

为证实这些结果，研究人员构建了Nmur^1iCre-eGFPROSA26^LSL-RFP小鼠。在各种组织中，几乎所有ILC2和ILC2前体都观察到iCre诱导的RFP表达，而在其他免疫细胞中只有极少的诱导。此外，他们还构建了Nmur1^iCre-eGFPROSA26^LSL-DTR小鼠，这个品系能够组成型表达白喉毒素受体。在注射白喉毒素后，小鼠多个组织中的ILC2几乎被完全清除。这些数据表明，Nmur1^iCre-eGFP小鼠为报告Nmur1表达和体内多个组织中的ILC2特异性消融提供了一种新工具。

图1 NMUR1–eGFP报告基因在ILC2中高表达^[1]

ILC2富集于包括肠道在内的屏障表面，通过释放双调蛋白（AREG）来介导组织修复和稳态。为了研究ILC2来源的AREG的潜在非冗余作用，研究人员需要对Areg进行靶向敲除。考虑到只有一小部分AREG⁺ ILC2共表达IL-5，但大多数AREG⁺ ILC2也表达NMUR1，他们认为，与Il5^Cre-tdTomato（Red5）小鼠品系相比，他们认为Nmur1^iCre-eGFP小鼠能够实现ILC2中更靶向且更高效的Areg敲除。

为了验证这一假设，他们构建了Areg^fl/-小鼠，将其与Red5或Nmur1^iCre-eGFP小鼠杂交，分别产生了Areg^ΔRed5和Areg^ΔILC2小鼠。对于Areg^ΔRed5小鼠，ILC2中AREG表达量没有明显下降，但对于Areg^ΔILC2小鼠，ILC2中AREG的表达几乎完全缺失，实现了ILC2特异性的Areg敲除。

接下来，研究人员利用小鼠肠道感染和炎症模型来检验AREG在体内是执行冗余还是非冗余功能。他们观察到，在鼠鞭虫（Trichuris muris）感染野生型小鼠后，盲肠ILC2产生的AREG增加，表明ILC2来源的AREG可能在促进抗寄生虫反应中发挥关键作用。与Areg^fl/-对照组相比，Areg^ΔILC2小鼠的ILC2中AREG表达量极低，而且感染后小鼠杯状细胞的反应程度显著降低（图2），这与之前的研究一致，表明AREG可调节上皮细胞反应，包括分化为杯状细胞来分泌粘液。同时，Areg^ΔILC2小鼠体内的寄生虫数量也明显多于Areg^fl/-小鼠。

考虑到TH2细胞和Treg细胞在某些情况下也能产生AREG，研究人员进一步分析了鼠鞭虫感染后盲肠ILC2、Treg细胞和效应CD4⁺ T细胞产生AREG的动力学。从数量上看，ILC2和Treg细胞是AREG的主要来源，而产生AREG的CD4⁺ T细胞只占少数。与Areg^fl/-小鼠相比，Areg^ΔCD4小鼠（CD4⁺ T细胞区室缺乏AREG表达）在感染后的寄生虫数量相当，这表明ILC2来源的AREG通过调节肠上皮细胞反应，在抗蠕虫免疫中发挥着重要而非冗余的作用。

此外，ILC2也在肠道损伤后的组织保护中发挥着关键作用。不过，ILC2产生的AREG是否是促进组织保护机制所必需的，目前还不清楚。于是，研究人员将Areg^ΔILC2小鼠暴露在DSS下以诱导肠道损伤和炎症。与Areg^fl/-对照组相比，Areg^ΔILC2小鼠表现出更严重的疾病，表现为体重明显下降和肠上皮损伤（图2）。这表明在缺乏ILC2来源的AREG的情况下，组织保护反应明显受损，且其他细胞来源的AREG无法补偿ILC2来源的AREG。由此可见，ILC2来源的AREG在非感染性肠道损伤和炎症中介导了组织保护的非冗余作用。

图2 ILC2来源的AREG对清除寄生虫和肠道损伤后的组织保护至关重要^[1]

最近的研究发现了多种神经肽，它们可在屏障表面对ILC2功能进行正向或负向调节，例如，NMU可促进ILC2产生II型细胞因子。那么，NMU是否能调节ILC2来源的AREG的非冗余组织保护功能呢？研究人员观察到，对于暴露于DSS和鼠鞭虫感染的小鼠，结肠内Nmu的表达显著增加，且Nmu的表达仅限于肠神经元亚群。

在小鼠体内注射NMU会导致ILC2产生的AREG增加，但不会导致CD4⁺ T细胞产生的AREG增加（图3）。与此一致的是，与对照组相比，暴露于DSS的小鼠注射NMU后，上皮隐窝结构得到改善，因此疾病严重程度大大减轻（图3）。由于Areg^ΔILC2小鼠在接受NMU处理后肠上皮结构没有得到改善，他们认为NMU的组织保护作用依赖于ILC2来源的AREG。这些数据表明，炎症诱导神经元产生的NMU和ILC2介导的组织保护之间存在关联。

最后，研究人员试图以人类肠道炎症为背景，看看MNU和ILC2–AREG轴之间是否存在关联。与小鼠肠道炎症模型中的结果一致，溃疡性结肠炎患者肠道样本中的NMU表达相对于健康样本增加。而且，对于从炎症性肠病患者肠活检样本中分离出的ILC2，体外NMU刺激导致AREG的上调（图3）。由此可见，NMU调节的ILC2-AREG反应是一种进化保守的组织保护机制，在肠道损伤和炎症发生时激活。

图3 NMU介导了ILC2来源的AREG的非冗余组织保护功能^[1]

研究人员总结道，利用新的遗传工具，他们证明了在适应性免疫反应起作用的情况下，肠道粘膜屏障的损伤会导致肠神经元中NMU上调，而NMU会刺激结肠ILC2产生AREG。通过这条由NMU调节的ILC2-AREG通路，ILC2在促进抗寄生虫免疫以及组织保护方面发挥了重要的非冗余作用，这有望为多种感染和炎症的治疗提供新的见解。