《Advanced Science》:CD207-Positive Dendritic Cells Promote Emphysema Through CD8+ T Cell Pathway in Chronic Obstructive Pulmonary Disease
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本綜述系統闡述了CD207陽性樹突狀細胞(CD207+DCs)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)肺氣腫進展中的核心作用。研究通過臨床樣本分析、動物模型(臭氧誘導)和體外實驗證實,香煙煙霧和氧化應激誘導氣道上皮細胞產生粒細胞-巨噬細胞刺激因子(GM-CSF),進而驅動CD207+DCs擴增。活化的CD207+DCs通過伯貝克顆粒(BGs)介導的主要組織相容性復合體I類分子(MHC-I)抗原交叉呈遞,促進CD8+T細胞增殖活化及顆粒酶(GZMA/GZMB)表達,最終導致肺泡破壞和肺功能下降。該研究揭示了CD207+DCs作為肺氣腫的關鍵免疫調控靶點,為COPD的免疫治療提供了新策略。
CD207+樹突狀細胞在肺氣腫中的積累與功能
本研究通過臨床樣本分析發現,COPD患者小氣道和肺泡區域的CD207+樹突狀細胞(DCs)和CD8+T細胞密度顯著高于非吸煙者和吸煙對照組。CD207+DCs的密度與肺泡平均線性截距(MLI)呈正相關,與第一秒用力呼氣容積占預計值百分比(FEV1%pred)等肺功能參數呈負相關。轉錄組數據分析進一步驗證了CD8A基因表達與肺氣腫嚴重程度及肺功能下降顯著相關。
CD207+樹突狀細胞驅動實驗性肺氣腫及肺部炎癥
利用臭氧(O3)誘導的小鼠肺氣腫模型,研究發現O3暴露6周后,野生型(WT)小鼠肺泡破壞加劇,同時小氣道和肺泡區域CD207+DCs浸潤顯著增加。CD207基因敲除(CD207?/?)小鼠則表現出肺氣腫程度減輕、炎癥評分降低以及CD8+T細胞浸潤減少。過繼轉移實驗表明,將體外擴增的CD207+DCs回輸至CD207?/?小鼠后,可逆轉其肺氣腫表型,恢復CD8+T細胞擴張和顆粒酶表達。
CD207+樹突狀細胞促進CD8+T細胞擴增和顆粒酶表達
通路富集分析顯示,CD207相關基因顯著富集于T細胞毒性和MHC-Ib抗原呈遞通路。在CD207?/?小鼠中,肺泡區域CD8+T細胞積累及顆粒酶A(GZMA)、顆粒酶B(GZMB)表達均顯著受損,而CD4+T細胞和B細胞(CD19++DCs缺失可抑制CD8+T細胞增殖及其效應細胞因子(如干擾素-γ(IFN-γ)、白細胞介素-2(IL-2))的分泌。
伯貝克顆粒破壞損害CD207+樹突狀細胞的MHC-I trafficking和CD8+T細胞啟動
機制研究表明,香煙煙霧提取物(CSE)和過氧化氫(H2O2)處理的人支氣管上皮細胞(16HBE)可時間依賴性地上調硫酸乙酰肝素(HS)和高遷移率族蛋白B1(HMGB1)的分泌。HS能顯著激活CD207+DCs,上調其共刺激分子(CD86、CD80、CD40)和MHC-I的表達。透射電鏡(TEM)顯示CD207?/?BMDCs中伯貝克顆粒(BGs)結構異常。布雷菲德菌素A(BFA)抑制BGs后,CD207+DCs表面MHC-I表達下降,且其驅動CD8+T細胞活化的能力受損,提示BGs在MHC-I胞內運輸和抗原交叉呈遞中起關鍵作用。
GM-CSF通過分化、增殖和早期存活促進CD207+樹突狀細胞擴增
細胞因子篩查發現,GM-CSF可濃度依賴性地促進CD207+DCs分化,并上調轉錄因子PU.1和Runx3表達。GM-CSF主要增強CD207+DCs的早期增殖和存活,而IL-34和IL-4也具促增殖作用。相反,TGF-β處理導致CD207+DCs存活率下降。臨床樣本免疫組化顯示,COPD患者小氣道GM-CSF表達升高,且與吸煙指數(包年)正相關。數據集分析進一步證實,吸煙者小氣道中GM-CSF和CD207 mRNA水平顯著上調。
吸煙與氧化應激促進氣道上皮細胞產生GM-CSF
體外實驗中,CSE和H2O2處理能顯著誘導16HBE細胞GM-CSF mRNA表達和蛋白分泌。小鼠O3暴露模型中也觀察到肺泡灌洗液(BALF)和肺組織GM-CSF水平升高。這些結果提示,香煙煙霧和氧化應激可通過誘導氣道上皮GM-CSF產生,進而驅動CD207+DCs擴增,最終放大CD8+T細胞介導的肺組織損傷。
綜上所述,本研究揭示了CD207+DCs在COPD肺氣腫發病中的核心作用:吸煙等應激源誘導上皮GM-CSF上調,促進CD207+DCs擴增;后者通過BGs依賴的MHC-I抗原呈遞通路,激活CD8+T細胞毒性反應,導致肺泡結構破壞。靶向CD207+DCs或相關信號通路可能為COPD的免疫干預提供新思路。