肠道3型固有淋巴细胞研究进展*

王 新 陈正涛 唐 华

山东第一医科大学(山东省医学科学院)科创中心，山东 泰安 250117

固有淋巴细胞(innate lymphoid cells，ILCs)是具有适应性免疫功能的固有免疫细胞[1]。虽然在几乎所有的器官和组织中都发现有ILCs(如肺、肝、胃、肠、胰岛、脂肪组织、脾和淋巴结等)[2-4]，但它们主要位于黏膜组织,是机体固有免疫系统的重要组成部分,在调节组织区域免疫和稳态平衡方面发挥关键作用。所有的ILCs家族成员在形态上类似于淋巴细胞[5]，高表达CD127，不表达细胞谱系标志(lineage, Lin)[6-7]、T和B淋巴细胞抗原受体(TCR，BCR)。根据转录因子和细胞因子的表达，ILCs分为ILC1s、ILC2s和ILC3s，其中ILC3s包括淋巴组织诱导细胞(lymphoid tissue inducer，LTi)[1, 8]。ILC3s是辅助性ILCs的一个重要细胞亚群。维甲酸相关的孤核受体γt(retinoic acid receptor-related orphan receptor γt，RORγt，由rorc基因编码)是ILC3s的关键转录因子[3, 6, 9],同时也是抗感染及抗炎的重要靶点[10]。 ILC3s可产生白介素-17A(interleukin 17A，IL-17A)、IL-17F、IL-22、干扰素-γ(interferon，IFN-γ)及粒巨噬细胞-集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)等细胞因子，在调节组织内动态平衡、黏膜和非黏膜组织的炎症与修复、固有免疫应答以及对抗致病菌和寄生虫感染等方面具有重要作用[6-7]。ILC3s强大的免疫调节功能越来越多地被人们所认识[11-13]。本文就ILC3s的起源、分类、特性以及在免疫系统中的病理生理作用做一综述，概括当前ILC3s主要的研究进展。

1 ILC3s的分类

ILC3s通过分泌IL-17A、IL-17F、IL-22、IFN-γ及GM-CSF等细胞因子在防御胃肠道感染和维持肠道黏膜内稳态中发挥重要作用[14-16]。依据发育时间的先后以及趋化因子C-C-基元受体6(C-C motif chemokine receptor 6，CCR6)的表达，可以进一步分为至少两个亚群： LTi和出生后ILC3s[7]。

LTi细胞于1997年被发现，是最早被报道的ILC3s亚群[17-18]。小鼠LTi细胞表达CD45、淋巴毒素α(lymphotoxin-α，LT-α)、CD117、CCR6、CCR7、趋化因子C-X-C-基元受体5(C-X-C motif chemokine receptor 5,CXCR5)以及核因子受体活化剂(receptor activator of NF-κB，RANK)的配体，其中部分LTi细胞表达CD4，LTi分化发育也受到DNA结合抑制因子2(inhibitor of DNA binding 2，Id2)、IL-7以及RORγt的调控，而人LTi细胞与小鼠LTi细胞相似，但不表达CD4。

在小鼠胚胎发育过程中，LTi对淋巴结和派氏结(Peyer's patches, PPs)的产生十分重要。LTi细胞最早来自于胎肝，能够传递LT信号给表达LTβ受体的淋巴结基质细胞，诱导其表达细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)和I型血管细胞黏附蛋白(vascular cell adhesion protein 1，VCAM-1)等，招募大量的免疫细胞，促进淋巴结以及PPs的形成[19]。LTi细胞可以对肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor，TNF-α)、淋巴毒素-β(lymphotoxin-β，LT-β)的刺激做出反应，从而在胚胎发育过程中协助形成淋巴器官[19]。在出生后，它们还能产生IL-17A和IL-22，以保护胃肠道免受病原体的侵害[20]。在成年小鼠中，LTi和B细胞以及DC聚集在一起，形成孤立淋巴滤泡(isolated lymphoid follicles，ILFs)[21]。

出生后的ILC3s可根据CCR6的表达分为两群，即CCR6+ILC3s和CCR6-ILC3s。其中CCR6-ILC3s又可根据自然细胞毒性受体(natural cytotoxicity receptor，NCR)的表达情况进一步细分为至少两个主要亚群：NCR+ILC3s及NCR-ILC3s。NCR+ILC3s约占整个肠道ILCs的70%，而NCR-ILC3s只有15%左右[22]。在小鼠体内，NCR+ILC3s主要是NKp46+ILC3s，在人类则为NKp44+ILC3s[23-24]。NCR+ILC3s主要表达IL-22，但较少表达IL-17；相比之下，NCR-ILC3s主要产生IL-17，IL-22的量较少[25]。NCR+ILC3s还表达转录因子T-bet，有利于NKp46+ILC3s的转化以及IFN-γ的分泌[26]。

另一群ILC3s 以表达CCR6为特征[26]，即CCR6+ILC3s。该ILC3s亚群不表达NCR，因其表型与LTi细胞相似，因此又被称为LTi-like ILC3s。

2 ILC3s的分化发育调控

在淋巴细胞发育过程中，多能造血干细胞(hematopoietic stem cell, HSC)逐渐失去分化成红系和髓系前体的潜能，产生共同淋巴祖细胞(common lymphoid progenitors,CLPs)[27]。CLPs是T细胞、B细胞以及ILCs的共同祖细胞[28-29]。CLPs以转录因子NFIL3依赖的方式分化成为ILCs共前体(common innate lymphoid progenitors，CILPs)，并表达趋化因子C-X-C-基元受体6(C-X-C motif chemokine receptor 6,CXCR6)和整合素α4β7，从而失去分化为T、B淋巴细胞潜能[30]。在IL-7的刺激下，CILPs不同程度地表达DNA结合蛋白转录因子抑制剂(inhibitor of DNA binding 2，Id2)、T细胞因子1(T-cell factor 1,TCF-1)、胸腺细胞选择相关的高迁移率族蛋白(thymocyte selection-associated high mobility group box protein，Tox)及转录因子核因子IL-3(nuclear factor, interleukin 3 regulated, Nfil3)等转录因子，分化为共同辅助固有淋巴祖细胞(common helper innate lymphoid progenitors，CHILPs)[31-32]，此后，CHILPs获得转录因子早幼粒细胞白血病锌指蛋白(promyelocytic leukemia zinc finger ,PLZF，由Zbtb16基因编码)[33]的表达，并进一步分化为固有淋巴祖细胞前体(innate lymphoid cells progenitors，ILCPs)，后者高表达表面分子程序性死亡蛋白-1(programmed cell death protein 1,PD-1)，而PLZF-CHILPs则分化为淋巴组织诱导细胞前体(lymphoid tissue inducer progenitors,LTiPs)，并进一步分化成为LTi。

在T-bet、GATA3和RORγt等转录因子的驱动下，ILCPs分别分化为ILC1s、ILC2s及ILC3s[16, 34]。RORγt是ILCPs转化为ILC3s细胞的关键转录因子。如果RORγt缺失，LTi以及ILC3s的分化发育会严重受阻[10]，并导致淋巴结、PPs和孤立淋巴滤泡缺失[35]。Runx3对于ILC3s中RORγt的表达是必需的，缺乏Runx3会导致ILC3s分化受损[36]。ILC3s的发育还依赖芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor，AHR)。AHR是一种配体激活的转录因子，主要作为多种外源和内源性化合物(包括毒素、色氨酸代谢物、饮食产品和细菌色素)的传感器，通过抗凋亡机制调控ILC3s亚群的数量、存活和功能[37-38]。AHR的转录和表达对于维持NKp46+ILC3s的数量有重要作用[39]。ILC3s高度依赖AHR，在AHR缺陷的情况下，CCR6-ILC3s明显减少，但LTi的发育并不受影响，小鼠表现出严重的ILC3s相关功能的缺陷[37-38,40]：不能形成组织相关的淋巴结构，如肠道隐窝斑(cryptopatches，CP)以及孤立淋巴滤泡；也不能控制细胞外病原体柠檬酸杆菌的感染[38, 40]。 除了RORγt和AHR外，T细胞发育所需的Notch信号也参与了ILC3s的发育[31, 37, 41]。更有意思的是，对TH1细胞分化发育起重要作用的转录因子T-bet还可促进CCR6-ILC3s表达NKp46和产生IFN-γ[26]。而且T-bet可以控制肠道ILC3s的细胞数量。膳食纤维会使肠道内T-bet+和T-bet-ILC3群体增加，从而增强对C.rodentium(柠檬酸杆菌)的抵抗力[42]。

在低氧水平下，肠道ILC3s的增殖和激活的水平都增强，当低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor，HIF-1α)的化学结构稳定时，这种反应被放大，当HIF-1被阻断时，这种反应被逆转。ILC3的激活依赖于HIF-1α的转录，HIF-1α缺失导致体内ILC3s产生的IL-17和IL-22受损，这主要反映在肠道上皮细胞中相关靶基因的较低表达和对艰难梭菌感染的敏感性增加。该结果表明，肠道ILC3s中HIF-1α的激活与它们在稳定状态和感染条件下的功能相关[43]。

3 ILC3s的特性

3.1 节律性

最近有研究表明，胃肠道的免疫功能表现出昼夜节律性变化。这种节律性变化参与调节肠道的生理功能，包括营养吸收以及微生物感染[44-47]。ILC3s的功能在一天中也不是恒定不变的，包含活跃期和静止期，具有一定的节律性。微生物群、喂养方案和照明的明暗循环都是小鼠肠道ILC3s昼夜节律的调节者[48-49]。后来人们发现，ILC3s免疫功能的发挥与生物钟有关。小鼠肠道中的ILC3s表达大量的昼夜节律时钟基因，主要包括Arntl和NfiL3[48, 50-51]。主要的时钟基因通过控制小鼠肠固有层归巢分子的表达来调节ILC3s向肠黏膜的迁移。Arntl可促进肠道归巢整合素α4β7和CCR9以及ILC3s中的CXCR4的昼夜表达节律，以维持ILC3s的数量和功能的昼夜节律性变化[48]。同样，Nr1d1的缺失也会影响小鼠肠道中ILC3s的体内平衡[51]。与ILC3s相关的转录因子如Rorc、Runx1和Tox在ILC3s中也呈现昼夜节律性表达[48]。此外，IL-17A和IL-22在ILC3s中的表达也显示出昼夜起伏模式[50-51]。ILC3s的昼夜节律变化控制着哺乳动物的多种细胞和组织的生命过程，包括新陈代谢、内稳态和行为[52]。

3.2 可塑性

越来越多的证据支持ILC3s表现出可塑性的概念，并有可能在适当的刺激下转化为其他ILCs亚群[13]。在小鼠模型中，随着转录因子 RORγt和 T-bet 的梯度表达，ILC3s的功能可发生改变。例如，将人ILC3s与IL-2和IL-12孵育可减少IL-22以及IL-17的分泌，促进IFN-γ的表达，并在体外促使RORγt+ILC3s分化为ILC1s或“ex-ILC3s”(IFN-γ+NK1.1+ILC1s)表型[53]。人c-kit+NKp44-ILC3s也可向c-kit-ILC1s的表型转变，这种转变可以通过维甲酸(retinoid acid, RA)和IL-23的刺激而逆转[22, 54]。有证据表明，这种ILC3s到ILC1s的转化也发生在小鼠身上，并加重炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)的症状[11, 22, 54]。除了细胞因子，转录因子也参与调节ILC3s的可塑性。转录因子Aiolos和T-bet共同决定了ILC3s的命运。Aiolos在ILC3s中不存在，但在中间群体中可检测到，并在ILC1s中高度表达[55]。T-bet在人类黏膜组织的这些细胞群中具有相似的表达模式。体外共表达Aiolos和T-bet下调IL-22分泌，但上调ILC3s小鼠细胞系中IFN-γ的产生。Aiolos和T-bet的表达由TGF-β和IL-23驱动，表明环境细胞因子刺激可驱动ILC3s向ILC1s转换[55]。

3.3 ILC3s具有专职抗原提呈细胞的某些特性

由于稳态下ILC3s表达MHCII分子，因而具有专职抗原提呈细胞的某些特性。ILC3s越来越多地被认为是组织区域免疫反应的直接指挥者。并且在某些特定条件下，ILC3s还可表达共刺激分子和共抑制分子，因而具有调节适应性免疫反应的能力。因此，当ILC3s与适应性免疫细胞在特定的淋巴组织区域结构中结合时，ILC3s就可有效地调节适应性免疫应答。

在肠道中，ILC3s以两种方式递呈抗原，即MHCII途径和CD1d途径。在稳定状态下，小肠和大肠中的ILC3s组成性地表达MHCII，其水平与其他专职抗原提呈细胞相当，并且能够摄取、处理和呈递抗原[56-57]。在稳态下，ILC3s细胞表面由于缺乏经典的共刺激分子，如CD40、CD80和CD86，不能诱导T细胞增殖[12]，但MHCII+ILC3s却可以诱导菌群反应性CD4+T的克隆性清除，从而抑制效应CD4+T细胞对肠道微生物群的反应[12, 58]。如果ILC3s的MHCII分子缺失，可导致ILC3s不能与适应性免疫细胞在MLN滤泡间区的相互接触，从而不能有效清除菌群反应性CD4+T细胞，导致自发性滤泡辅助性T细胞(T follicular helper ，TFH)反应，进而促进对黏膜滞留共栖菌群的IgA反应，最终导致肠代谢产物组分的改变[56, 58]。此外，CCR6+LT-like ILC3s也高度表达MHCII并显示抗原呈递功能，已被证明可直接抑制肠系膜引流淋巴结中炎症效应性CD4+T细胞对共生菌抗原的反应[12]。

小鼠多种组织中的ILCs表达脂质递呈分子CD1d，其中NKP46-CCR6+ILC3s高表达CD1d。无论是在体内还是在体外，ILC3s都可以获取脂质，并将脂质负载到CD1d上从而递呈给恒定自然杀伤T细胞(invariant natural killer T cells，iNKT)的TCR，启动iNKT细胞的免疫反应。脾脏中的iNKT，而不是肠固有层中的iNKT，可被CD1d脂质呈递激活[59]。 反过来，负载脂质的CD1d可以诱导ILC3s激活维持体内稳态，也可以促进IL-22的产生，这可能是通过STAT3信号途径来实现的，但具体机制目前还不确定。免疫细胞依赖脂质激活的这种特性，可以调节各种传染病和炎性疾病的发生，因此ILC3s可能通过IL-22来促进脂质介导的免疫反应，从而进一步影响免疫反应的启动或发展。但是，ILC3s表达CD1d的分子机制，以及ILC3s-NKT轴在不同疾病中的作用还需要更多更深入的研究去阐明。

最近的一份报告发现，外周淋巴结中的ILC3s表达自身免疫调节因子(autoimmune regulator，Aire)。Aire主要表达于胸腺髓质上皮细胞，在淋巴结、脾脏中也有较弱的表达。Aire通过调控胸腺髓质上皮细胞对复杂自身组织抗原的呈递，来诱导T细胞的中枢耐受[60]。外周淋巴结中的Aire+ILC3s表达较高水平的MHCII，并且高表达编码共刺激分子的mRNA，能有效地向CD4+T细胞呈递内源性抗原，但目前ILC3s表达Aire的生物学意义还有待进一步阐明。

3.4 ILC3s具有迁移的能力

ILC3s的迁移最近才引起人们的关注。虽然肠道ILC3s是组织驻留的[61]，但它们不是完全固着不动的细胞。在稳定状态下，ILC3s可不断流入和流出隐窝斑；炎症过程中隐窝斑的ILC3s动员增加[62-63]。

ILC3s可以通过不同的方式向淋巴结和肠道中迁移。具有LTi活性的驻留在人淋巴组织中的ILC3s，以及鼠胚胎CD4+LTi细胞，不仅表达CCR6和CXCR5，还表达神经纤毛蛋白-1(neuropilin-1,NRP1)。NRP-1可介导它们向血管内皮生长因子-A (vascular endothelial growth factor A，VEGFA)的方向迁移[64]。胎儿ILC3p以CXCR6依赖的方式从胎儿肝脏迁移到淋巴器官和肠[31, 41]；LTi-like ILC3s能够以CCR7依赖的方式从肠迁移至引流肠系膜淋巴结[2],相反，ILC1s、ILC2s和NKp46+ILC3s则不沿这条路线迁移。ILC1s和ILC3s向小肠和大肠的迁移需要与黏膜地址素细胞粘附分子-1(mucosal addressin cell adhesion molecule-1，MAdCAM-1)结合的α4β7整合素[65]，该整合素在肠内皮细胞上大量表达。此外，维生素A代谢物视黄酸对ILC1s和ILC3s的归巢至关重要，其中维甲酸诱导α4β7整合素和CCR9[65]的表达。G蛋白偶联受体183(G protein-coupled receptors，GPR183)还调节ILC3s向小肠(而不是结肠)的募集，可能是通过促进ILC3s的α4β7整合素的表达[66]，引导CXCR6+NKp46+ILC3s定位到小肠绒毛，在那里它们通过产生IL-22促进上皮防御[67]。值得注意的是，趋化因子受体CCR6和CXCR5，以及它们各自的配体CCL20和CXCL13虽然由LTi-like ILC3s特异性表达，但是无论是在小肠还是大肠，它们都不是ILC3s迁移到隐窝斑所必需的[68-69]。

在感染和其他组织损伤过程中，ILC3s必须迁移到组织内的局部炎症部位。例如，在慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)的炎症肺中，人NRP1+的LTi细胞存在于诱导型支气管相关淋巴组织中(inducible bronchus- associated lymphoid tissue，iBALT)[64]。在结核分枝杆菌感染中，ILC3s通过CXCL13-CXCR5轴募集到肺，从而介导与肉芽肿相关的iBALT的形成，这有助于早期控制感染以及IL-17和IL-22的产生[70]。此外，在哮喘患者的肺泡中存在产生IL-17的ILC3s[71]。蠕虫感染后肠系膜淋巴结中LTi-like ILC3s的聚集依赖CCR7介导的迁移[2]。 GPR183-氧甾醇途径在炎症组织中控制ILC3s迁移方面也起着重要作用[72]。结肠炎病灶中ILC3s的募集依赖于GPR183[63]。

肿瘤具有独特的代谢微环境，类似于炎症组织。在小鼠和人的实体瘤中富含可能具有LTi功能的ILC3s。例如，NKp46+ILC3s可以侵入表达IL-12的B16小鼠黑色素瘤[73]。在人类非小细胞肺癌中，具有LTi特性的ILC3s也富含肿瘤相关的三级淋巴结构[74]。这表明，肿瘤相关的ILC3s上调肿瘤血管系统上的黏附分子，这可能通过募集T细胞来促进抗肿瘤免疫。有研究发现大量CCL21以CCR7依赖的方式将CD4+LTi细胞募集到肿瘤中，这与黑色素瘤中促肿瘤淋巴样基质的形成有关[75]。在乳腺癌的小鼠模型中，还显示CCL21将具有LTi类似表型(CD4+CCR6+)的CCR7阳性ILC3s招募到肿瘤环境中的能力[76]。此外，在肿瘤微环境中，CXCL13是CXCR5+ILC3s与间充质基质细胞聚集所必需的[76]。

3.5 异质性

虽然ILC3s是系统性分布的，但其在不同组织间存在异质性。ILC3s分布部位的差异预示着各自功能的区别。LTi/LTi-like 和出生后ILC3s虽然都属于ILC3s,但他们有很大的不同。首先在基因表达方面，NKp46+ILC3s的特点是其发育和成熟所需的多个基因(如Il12rb2、Tbx 21和Notch 1)的表达受限，而特异性表达NCR。 LTi却显示出对CD4和CCR6的特异性表达。在肠道，NKP46+ILC3s主要位于小肠固有层，而LTi/LTi-like ILC3s在结肠及淋巴组织较为常见。LTi/LTi-like ILC3s独特的定位决定了它的功能：参与肠道固有层中隐窝和孤立淋巴滤泡的形成以及感染后损伤淋巴结的修复[19]，并可直接或间接调节适应性免疫应答。因此，适应性免疫显然需要LTi/LTi-like 细胞。相比之下， NKP46+ILC3s调节适应性免疫应答的能力要弱很多，但其可感知肠道多种信号，发挥直接抗炎、抗感染作用[74]。

ILC3s的异质性不仅体现在ILC3s存在上述两种ILC3s亚群，也体现在同一亚群内。同为LTi-like ILC3s，肠系膜淋巴结的LTi-like ILC3s与肠道的LTi-like ILC3s之间也存在差异。首先，对于它们的发育或稳态维持，RANK信号对于MLN 的LTi-like ILC3s来说是至关重要的[77]，而IL-7R信号对肠道LTi-like ILC3s来说是必需的[53, 78]；其次，就功能而言，驻留在MLN中的LTi-like ILC3s主要通过PD-L1来控制PD-1+TFH细胞和随后的抗体反应[77]，而肠道中的LTi-like ILC3s可以产生效应细胞因子如IL-22来维持肠道的内环境稳定；最后，从调控机制来说，MLN 的LTi-like ILC3s中涉及更多的转录后调控机制[77]，而肠LTi-like ILC3s的调控可能更频繁地发生在转录水平。有趣的是，ID2可以参与LTi-like ILC3s异质性的调节。ILC3s中ID2缺乏会导致肠道中ILC3s减少，但由于RANK信号增强，导致MLN中LTi-like ILC3s增加[77]。此外，尽管ID2负调节MLN中LTi-like ILC3s的维持，但ID2对于肠系膜LTi-like ILC3s在翻译水平调节PD-L1表达而抑制PD-1+TFH的作用是必需的[77]。

4 ILC3s的功能

4.1 调控淋巴器官发育

胚胎时期，唯一表达RORγt的细胞是ILC3s的一个亚群LTi。LTi细胞在胚胎发育过程中诱导淋巴结的形成[9]。LTi与基质细胞共同作用参与淋巴结的形成。当RORγt缺失时胸腺细胞凋亡增加，同时LTi缺失，导致淋巴结及PPs无法发育[10, 35]。基质形成细胞上的LT-β受体与LTi细胞上的LT-α1、 LT-β2结合可上调粘附分子如VCAM-1、ICAM-1和MADCAM-1的表达，并诱导多种趋化因子的分泌，包括CXCL13、CCL19和CCL21，招募造血细胞，包括B细胞、T细胞和树突状细胞，形成淋巴结[35, 79]。成年后LTi聚集于固有层肠隐窝，参与淋巴滤泡的形成，而淋巴滤泡则是肠道免疫应答发生的重要场所[80-81]。

4.2 维持肠道的稳态

肠道ILC3s可以通过产生的IL-22参与调节杯状细胞分化及抗菌肽(如Reg3γ和Reg3β)的分泌，抵抗微生物损害并维持上皮屏障稳态[23, 82]。此外，ILC3s通过分泌IL-22激活STAT3信号通路，保护上皮细胞和Lgr5+干细胞免受辐射、化疗或移植物抗宿主病诱导的凋亡[83-84]。CCR6+LT-like ILC3s细胞本身也具有一定的抵抗辐照损伤的能力，在辐照引起肠道或胸腺上皮损伤之后，ILC3s分泌的IL-22会作用于上皮细胞的IL-22受体，促进上皮损伤的修复[85]。IL-22被认为参与上皮细胞的动态平衡，也参与宿主对微生物病原的早期防御。

ILC3s表达MHC Ⅱ可以抑制T细胞依赖的IgA的产生，调节结肠共生菌群数量，维持肠道稳态[56]。另外，LTi还分泌IL-17以及IL-22，表明LTi可以参与组织免疫。胚胎肠系膜淋巴结分离的LTi可以分泌IL-17[16]，出生后的小鼠脾脏CD4+LTi同时分泌IL-17以及IL-22[86]。IL-17是重要的促炎因子，可表达活性氧和α-防御素来促进募集中性粒细胞[11]和上皮细胞产生细胞因子和抗菌肽，并在血管生成中发挥作用。

4.3 抗感染

在机体对鼠柠檬酸杆菌的抗感染免疫中，ILC3s是感染早期IL-22的主要来源[87]，IL-22缺失的小鼠在感染早期即死亡[88]。ILC3s表达的IL-22对于肠上皮细胞表面的岩藻糖基化是必需的，这一机制有助于防止细菌传播，并与防止肠道沙门氏菌感染有关[89]。

AHR作为调控ILC3s的重要转录因子，在ILC3s抵抗鼠柠檬酸杆菌中也发挥一定作用。AHR缺失的小鼠，其分泌的IL-22会减少，AHR通过与RORγt协同作用控制IL-22的表达[90]。另外，AHR缺失的小鼠中CCR6-ILC3s细胞数大幅下降，分泌IL-22的细胞大幅减少，导致小鼠对柠檬酸杆菌易感[91]。ILC3s可通过AHR直接与肠道共生乳酸杆菌衍生的色氨酸分解代谢物吲哚-3-甲醇(indole-3-carbinol,I3C)结合而促进IL-22的分泌，从而增强对白色念珠菌的抵抗力和保护肠道黏膜[37, 40, 92]。为了抵抗枸橼酸菌感染，ILC3s中STAT3的表达也是必不可少的，它可以直接与IL-22结合发挥抗感染作用[82]。在小鼠中，肠道环境中RORγt+NKP46+ILC3s的T-bet表达，对于防治沙门氏菌感染至关重要[26]，然而，这也会导致肠道损伤，引起结肠炎。

肠道ILC3s表达高浓度的维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)[93]，缺乏维生素D受体的小鼠小肠中ILC3s的数量增加，IL-22的表达也增加，导致对柠檬酸杆菌感染的抵抗力增强[94]。ILC3s具有感知和响应短链脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFAs)的能力，小鼠结肠中富含FFAR2+ILC3s[95]。如果ILC3s特异性缺失FFAR2，导致IL-22产生减少，使得宿主对柠檬酸杆菌的防御受损或葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate,DSS)诱导的小鼠肠道损伤后的组织修复受损[95]。肠胶质细胞以MYD88(myeloid differentiation primary response 88)依赖的方式感知微环境，并释放胶质源性神经营养因子(glialcellline-derived neurotrophic factor，GDNF)[14]以控制神经营养因子和先天性IL-22。胶质细胞固有的Myd88缺失会导致ILC3s源性IL-22的产生受损，并有明显的肠道炎症和感染倾向。在成年小鼠中， RA信号有利于ILC3s反应，抑制ILC2s反应，因此缺乏RA的小鼠不能控制柠檬酸杆菌感染[96]。

在柠檬酸杆菌感染期间，ILC3s还可分泌淋巴毒素，后者可刺激ILC3s产生IL-22，这对于保护宿主来说是必需的。淋巴毒素通过与树突状细胞上的LTβR结合并触发树突状细胞产生IL-23，而IL-23可促进ILC3s产生IL-22[97]。ILC3s产生的IL-17也与抗真菌病原体的免疫有关，特别是对白色念珠菌的反应[98]。另外，作为IL-22的重要来源，ILC3s参与抵抗肺念珠菌和肺炎链球菌细菌引起的感染[99]。

最近有研究表明，LTi细胞上的GPR183的表达不仅对它们迁移到PPs和ILFs至关重要[63]，而且对ILC3s介导的抗柠檬酸菌感染的保护作用也是必需的[66]。

除了抵抗细菌，ILC3s也有助于宿主抵抗病毒(例如轮状病毒)和其他病原体(例如弓形虫)的感染。小肠IL-22信号被描述为弓形虫感染模型中的致病因子[100]。

4.4 调控炎症反应

稳态下ILC3s是GM-CSF的主要来源，ILC3s表达的GM-CSF参与口服耐受维持，降低IBD的易感性[62]。而在anti-CD40诱导的结肠炎中，ILC3s通过分泌GM-CSF招募大量的单核细胞诱导炎症的产生。NKp46+ILC3s高表达死亡受体3(death receptor-3，DR3)。激活DR3信号可以通过p38 丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)途径增加ILC3s产生GM-CSF的能力[62, 101]。 GM-CSF可引起嗜酸性粒细胞、中性粒细胞和CD11b+CD11c+髓样细胞的积聚，导致IL-23依赖性肠组织中ILC3s的丢失，并加重结肠炎的发生[101]。另外GM-CSF可启动DC和巨噬细胞释放RA和IL-10，调节Treg数目,以保持肠道稳态[82]。DR3信号在炎症中的作用也表现在炎症性肠病中，缺乏DR3的小鼠易患葡聚糖硫酸钠(DSS) 诱导的结肠炎[101]。溃疡性结肠炎或克罗恩病患者的结肠组织中TL1A蛋白含量增加，TL1A编码基因TNFSF15的遗传变异与克罗恩病有关[102]。肠道ILC3s表达肿瘤坏死因子超家族成员OX40L，Treg高表达OX40(OX40L的受体)，肠道ILC3s可能通过OX40L-OX40直接与Treg相互作用，维持肠道Treg稳态[103]。

ILC3s表达MHCII，肠道和MLN中的MHCII+LTi样细胞可以向CD4+T细胞呈递抗原，但稳态下ILC3s不表达共刺激分子，导致微生物群特异性T细胞死亡，从而起到防止免疫系统持续过度激活，避免炎症的发生[12]；ILC3s表达MHCII还可以调节TFH与B细胞间的相互作用，抑制T细胞依赖的IgA 产生，抑制结肠共生菌群数量，维持肠道稳态[56]。

维生素A代谢物RA在ILC3s的稳态中也起着重要的作用。胚胎期如果子宫暴露于RA会直接影响次级淋巴器官的发育，低RA饮食喂养的孕鼠后代发育的淋巴结较小，PPs的数量也较少[104]。

MSC(musculin，肌蛋白)在RORγt+/Id2+T细胞(Th17/LTi)和IL -22的ILC3s中表达，MSC主要抑制一些促炎因子。因此MSC的缺乏可能导致炎症加重，增加炎症性疾病中宿主的发病率和死亡率[105]。来自ILC3s的IL-22通过促进狼疮易感小鼠巨噬细胞的浸润而加重狼疮肾炎[106]。除了IL-22，ILC3s也能产生IL-17，它可以刺激上皮细胞和内皮细胞分泌趋化因子和其他化学诱导剂，并通过募集促炎性中性粒细胞来影响炎症免疫反应[107]。IL-17可以作用于多种类型的基质细胞、上皮细胞和骨髓细胞，产生大量促炎细胞因子，如IL-1β、IL-6和TNF，以及招募中性粒细胞和巨噬细胞的趋化因子。IL-17A/F的产生增加也与IBD的发病机制有关[82]。在克罗恩病患者肠道中IL-17+ILC3s增多，IL-22+ILC3s减少，提示ILC3s种类的变化可能跟克罗恩病的发生相关[54]。在小鼠模型中，幽门螺杆菌诱导的结肠炎也存在产生IL-17和产IFN-γ的ILC3s的数量增多[15]。

ILC3s除了对肠道黏膜免疫稳态具有重要的维持作用外，在其他器官组织也有重要的影响。在乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)相关性慢性肝病晚期， ILC3s通过产生IL-17A和IL-22，在非接触方式下直接促进人肝星状细胞(Lieming Xu-2,LX-2)纤维化的发生。此外，产生的IL-22抑制其他免疫细胞产生的抗纤维化细胞因子IFN-γ，从而间接地促进纤维化[108]。ILC3s的缺失与肺发育受损相关，ILC3s对于新生儿时期肺部抵抗细菌性肺炎至关重要，但引起肺部ILC3s发育的信号仍不清[109]。

最近有研究发现，在急性蛋白酶刺激后，肺组织中IL-17以及ILC3s的数量增加。此外，在缺乏T细胞的情况下，papain诱导的肺部炎症仍然存在，但当IL-23或RORγt的功能被阻断时，炎症则消失。这说明ILC3s在肺组织中的扩增可以作为急性蛋白酶刺激肺以后IL-17相关炎症产生的驱动因子[110]。ILC3s在哮喘患者中增加，在小鼠哮喘模型中，ILC3s可以通过IL-17的产生促进气道炎症[111]。

NCR+ILC3s在健康人外周血及皮肤组织中含量极低,然而在银屑病患者的皮肤培养物中，发现了大量的NCR+ILC3s，而且NCR+ILC3s与银屑病严重程度相关[112-113]。银屑病患者皮肤和血液中的NCR+ILC3s产生IL-22，这是银屑病表皮增厚的重要驱动因素，提示NCR+ILC3s可能参与银屑病的病理过程[114]。此外，IL-23/IL-17轴在银屑病中也起关键作用，这个发现为耐药银屑病的治疗开辟了新的途径[115]。

4.5 参与肿瘤的发生与发展

ILC3s在肿瘤发生发展方面的作用具有两面性，既可以表现为促进肿瘤的发生及生长，也可以表现为抑制肿瘤的形成。

正常情况下ILC3s分泌的IL-22能够促进上皮的损伤修复，但是在肿瘤发生过程当中，IL-22会高表达，同时IL-22的受体(IL-22 binding protein，IL-22BP)表达会受限，因而造成IL-22过度产生，促进癌症的发生[116]。已有研究表明，ILC3s分泌IL-22水平升高与乳腺癌、肺癌、结直肠癌以及胰腺癌的进展密切相关[117-119]。比如ILC3s通过分泌IL-22激活AKT信号，促进胰腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移[118]。在结肠炎恶化为结肠癌的过程中，结肠RORγt+ILC3s分泌的IL-22和IL-17参与炎症的发生和肿瘤的生长[117]。此外，ILC3s在结直肠癌进展过程中可转分化为具有免疫抑制功能的ILCregs，从而使ILC3s表现为具有促进肿瘤生长的功能[120]。但是也有研究报道在肿瘤中注射ILC3s会抑制肿瘤的生长，并能够促进保护性淋巴器官的形成[19]。有研究发现，IL-22能促进DNA损伤反应(DNA damage response，Ddr)机制，以防止肿瘤的形成[84, 121]。ILC3s也可通过IL-12抑制B16黑色素瘤细胞，但其抑制肿瘤的机制尚不清楚[73]。细胞因子IL-7，由巨噬细胞在真菌刺激下产生，并诱导肠道ILC3s产生IL-22。白念珠菌刺激巨噬细胞释放IL-7，通过促进AHR和p-STAT3与IL-22的结合，进而刺激IL-22的转录过程，促进结肠炎相关的结直肠癌(colitis-associated colorectal cancers，CAC)的发生。巨噬细胞中真菌诱导的糖酵解通过增强分泌IL-22促进结肠癌[122]。IL-22升高可增加心血管疾病的风险[123]。

目前关于ILC3s细胞与癌症发生关系的研究还较少，而且ILC3s细胞影响癌症形成的具体机制目前还没有详细的阐述，未来还需要对这一领域进一步探索。

4.6 参与神经免疫调控

ILC3s可以表达胆碱能受体，包括Chrm1、Chrm2、Chrm4等[124]，提示ILC3s和迷走神经之间存在相互作用。中枢神经系统和肠道之间的作用也由“肠-脑轴”介导，通过交感神经和副交感神经系统的投射，并通过下丘脑-垂体-肾上腺轴。迷走神经是连接脑干和肠道的主要外源性副交感神经。ILC3s位于大网膜中靠近胆碱乙酰转移酶阳性细胞的位置[124]，表明ILC3s和胆碱能迷走神经纤维之间的作用不仅发生在肠中，也发生在腹膜中。此外，一篇最新的研究表明，AMP依赖的蛋白激酶[adenosine 5’-monophosphate(AMP)-activated protein kinase，AMPK]对创伤性脑损伤后中枢神经系统定居性ILC3s的扩增起到抑制作用[125]。深度解析ILC3s与神经系统相互作用的程度和生理意义是未来一个有趣的研究领域。

5 展 望

“诞生”才十余年的ILC3s已成为免疫学研究的热点，并取得了一系列重要突破，但仍有许多问题有待解决。例如，各ILC3s亚群的确切分化发育机制及转录调控机制尚有待进一步阐明；ILC3s与其他免疫细胞，包括固有免疫和适应性免疫细胞之间的相互作用和调节机制也需进一步探索；ILC3s在人类重大免疫相关性疾病发病过程中的作用和机制还有待更深入的研究。随着新的研究手段和方法的出现将会有助于解决这些问题，并有可能发现更多的固有免疫细胞群体，这将有助于进一步加深我们对免疫细胞网络复杂性的理解。另外，深入研究感染、自身免疫性疾病、慢性炎症性疾病及肿瘤等条件下ILC3s的功能调节，也将为相关疾病的诊疗提供新的途径和思路，最终造福患者。

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