《Advanced Science》:CD207-Positive Dendritic Cells Promote Emphysema Through CD8+ T Cell Pathway in Chronic Obstructive Pulmonary Disease
编辑推荐:
本综述系统阐述了CD207阳性树突状细胞(CD207+DCs)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)肺气肿进展中的核心作用。研究通过临床样本分析、动物模型(臭氧诱导)和体外实验证实,香烟烟雾和氧化应激诱导气道上皮细胞产生粒细胞-巨噬细胞刺激因子(GM-CSF),进而驱动CD207+DCs扩增。活化的CD207+DCs通过伯贝克颗粒(BGs)介导的主要组织相容性复合体I类分子(MHC-I)抗原交叉呈递,促进CD8+T细胞增殖活化及颗粒酶(GZMA/GZMB)表达,最终导致肺泡破坏和肺功能下降。该研究揭示了CD207+DCs作为肺气肿的关键免疫调控靶点,为COPD的免疫治疗提供了新策略。
CD207+树突状细胞在肺气肿中的积累与功能
本研究通过临床样本分析发现,COPD患者小气道和肺泡区域的CD207+树突状细胞(DCs)和CD8+T细胞密度显著高于非吸烟者和吸烟对照组。CD207+DCs的密度与肺泡平均线性截距(MLI)呈正相关,与第一秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV1%pred)等肺功能参数呈负相关。转录组数据分析进一步验证了CD8A基因表达与肺气肿严重程度及肺功能下降显著相关。
CD207+树突状细胞驱动实验性肺气肿及肺部炎症
利用臭氧(O3)诱导的小鼠肺气肿模型,研究发现O3暴露6周后,野生型(WT)小鼠肺泡破坏加剧,同时小气道和肺泡区域CD207+DCs浸润显著增加。CD207基因敲除(CD207?/?)小鼠则表现出肺气肿程度减轻、炎症评分降低以及CD8+T细胞浸润减少。过继转移实验表明,将体外扩增的CD207+DCs回输至CD207?/?小鼠后,可逆转其肺气肿表型,恢复CD8+T细胞扩张和颗粒酶表达。
CD207+树突状细胞促进CD8+T细胞扩增和颗粒酶表达
通路富集分析显示,CD207相关基因显著富集于T细胞毒性和MHC-Ib抗原呈递通路。在CD207?/?小鼠中,肺泡区域CD8+T细胞积累及颗粒酶A(GZMA)、颗粒酶B(GZMB)表达均显著受损,而CD4+T细胞和B细胞(CD19++DCs缺失可抑制CD8+T细胞增殖及其效应细胞因子(如干扰素-γ(IFN-γ)、白细胞介素-2(IL-2))的分泌。
伯贝克颗粒破坏损害CD207+树突状细胞的MHC-I trafficking和CD8+T细胞启动
机制研究表明,香烟烟雾提取物(CSE)和过氧化氢(H2O2)处理的人支气管上皮细胞(16HBE)可时间依赖性地上调硫酸乙酰肝素(HS)和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)的分泌。HS能显著激活CD207+DCs,上调其共刺激分子(CD86、CD80、CD40)和MHC-I的表达。透射电镜(TEM)显示CD207?/?BMDCs中伯贝克颗粒(BGs)结构异常。布雷菲德菌素A(BFA)抑制BGs后,CD207+DCs表面MHC-I表达下降,且其驱动CD8+T细胞活化的能力受损,提示BGs在MHC-I胞内运输和抗原交叉呈递中起关键作用。
GM-CSF通过分化、增殖和早期存活促进CD207+树突状细胞扩增
细胞因子筛查发现,GM-CSF可浓度依赖性地促进CD207+DCs分化,并上调转录因子PU.1和Runx3表达。GM-CSF主要增强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处理导致CD207+DCs存活率下降。临床样本免疫组化显示,COPD患者小气道GM-CSF表达升高,且与吸烟指数(包年)正相关。数据集分析进一步证实,吸烟者小气道中GM-CSF和CD207 mRNA水平显著上调。
吸烟与氧化应激促进气道上皮细胞产生GM-CSF
体外实验中,CSE和H2O2处理能显著诱导16HBE细胞GM-CSF mRNA表达和蛋白分泌。小鼠O3暴露模型中也观察到肺泡灌洗液(BALF)和肺组织GM-CSF水平升高。这些结果提示,香烟烟雾和氧化应激可通过诱导气道上皮GM-CSF产生,进而驱动CD207+DCs扩增,最终放大CD8+T细胞介导的肺组织损伤。
综上所述,本研究揭示了CD207+DCs在COPD肺气肿发病中的核心作用:吸烟等应激源诱导上皮GM-CSF上调,促进CD207+DCs扩增;后者通过BGs依赖的MHC-I抗原呈递通路,激活CD8+T细胞毒性反应,导致肺泡结构破坏。靶向CD207+DCs或相关信号通路可能为COPD的免疫干预提供新思路。