大师兄带你读文献—看这篇19.4分的JCI如何定义一种新的免疫细胞！

背景介绍

血小板是血栓形成的主要介质，但近年来发现血小板也具有免疫调节功能，肺部的巨核细胞（MK）是循环血小板的主要来源，且肺部MK比骨髓MK表达更多 的免疫调节分子，但肺部MK的免疫调节功能仍不清楚。

结果解读

1、肺部和骨髓MK的表型不同

为了证明肺部MK的存在，作者首先分别在小鼠、猴子肺部切片中检测了CD41c的表达，证实肺部存在巨核细胞。进一步通过流式发现，肺部的MK主要包含血管内和血管外MK，其中60%属于血管外MK。相比于骨髓，肺部MK以2倍体为主，肺部和骨髓MK具有类似的产生血小板的能力。

2、骨髓和肺部免疫相关分子的表达

为了进一步探究BM与肺部MK的表型差异，作者进行了单细胞测序（肺MK、骨髓MK、肺其他髓系、骨髓其他髓系），聚类分析显示，相比于骨髓MK，肺部MK（MKs单细胞手工注释marker：Pf4, Itga2b, Ppbp, Itgb3, Gp9, and Cxcr4）与DC距离更近。进一步的基因表达结果显示，肺部MK表达大量的与DC相关的免疫分子（MHCII、CD11c），流式细胞术的结果也证实了这一点。相比于BM的MK，肺部MK表达更多的抗原提呈细胞（APC）的marker（MHC II, CD80, CD40, ICAM-1, LFA-1和CCR7）。

3、肺部MK的表型受环境调控

肺部和骨髓的微环境完全不同。骨髓是一个相对无菌、低氧、免疫抑制的微环境，而肺部无时无刻都在面对病原体的挑战，并且富含氧气。接下来，作者进一步探究肺部和骨髓MK的差异是否是由于微环境的差异导致的？作者将新生小鼠和成年小鼠的肺部MK进行比较，发现，成年小鼠肺部MK表达MHC与ICAM1水平更高，这也证实了作者的猜想！接下来，作者利用不同的toll like 受体激活剂体外刺激MK，发现LPS、CpG、IFN-γ均可诱导MK高表达MHCII和ICAM1，而polyI:C不能。且低氧和常氧下，MK的MHC表达不受影响，这说明肺部与骨髓MK的表型差异不是由氧气含量不同导致的，而是肺部其他因子导致的。接下来，为了确定肺部MK的这种免疫激活是否持久或可塑性，作者利用CpG刺激MK，发现短期内MHC和ICAM1上调，而刺激6天后，这些免疫分子则检测不到了，这些数据进一步表明，MK的免疫可塑性与其他免疫细胞相似。

肺和BM之间的细胞组成和细胞因子环境有很大差异。肺组织驻留细胞，如气道上皮细胞，分泌促进DC成熟的细胞因子，包括IL-33、IL-13和TSLP，而BM具有免疫抑制作用。结果显示，IL-33可以增加BM Mk MHC II和ICAM1的表达。

4、体内因子调控肺部MK的表型

为了进一步体内探究IL-33对肺部MK的作用，作者首先利用CD42b抗体清除MK和血小板，然后利用单抗阻断IL-33，结果显示，阻断IL-33后，肺部MK的MHC及ICAM1表达显著降低。

为了进一步证明肺环境在Mk免疫分化中的作用，作者分离出BM MK，经荧光标记后通过口咽(o.p.)途径转移给受体小鼠，两天后进行流式检测转移的细胞，结果显示转入的BM MK在肺内获得肺部MK的免疫表型，包括MHC II和CCR7增加，表明肺环境可能决定了MK的免疫分化。在第5天，作者还发现一些肺转移的BM Mks迁移到BM中，但这些是迁移到骨髓的MK表达较少的MHC II和CCR7。总之，这些数据表明Mk表型在体内也是可塑的，并受组织环境的改变。

5、体外-肺部MK加工处理抗原

接下来，作者继续探究肺部MK和骨髓MK对免疫刺激的反应是否不同？利用LPS刺激肺部和骨髓MK，DC细胞作为对照。对细胞上清进行细胞因子芯片检测，发现肺部MK与DC一样，释放更多的免疫分子。

抗原提呈细胞可内化并加工抗原，并将抗原呈递给CD4T细胞。为了探究肺部MK是否能提呈抗原，作者将肺部MK与DQ-ovalbumin孵育，发现MK可以内化抗原。

6、体内-肺部MK参与加工处理抗原

为了进一步在体内证明MK可以加工处理抗原，作者将PF4-TDT小鼠进行LPS和DQ-OVA处理，结果显示肺部MK内存在DQ-OVA。为了进步一部观察肺部MK与骨髓MK对细菌的处理能力，作者利用GFP标记的大肠杆菌感染MK，发现肺部MK处理细菌能力更强。这些数据表明肺部MK可以发挥与DC类似的作用，加工处理抗原。

7、肺部MK参与提呈抗原

接下来，作者继续探究MK是否能将抗原提呈给CD4T细胞？分选的MK用LPS、OVA处理后，与OTII小鼠T细胞进行共培养，结果显示，相比于BM MK，肺部MK更能激活T细胞。为了体内进一步探究其作用，作者将OTII 小鼠T细胞转移至缺乏MK的TPOR–/–小鼠中，24小时后，感染ova-大肠杆菌，结果显示，WT感染小鼠的肺和淋巴结中OTII T细胞比tpo - / -小鼠更活化。表明，MkL可能调节CD4+ T细胞对肺部感染的反应。接下来，作者利用MHC KO小鼠进一步证明，肺部MK对T细胞的活化依赖于MHC分子。

全文总结

血小板虽然是血栓形成的细胞介质，但同时也是免疫细胞。血小板直接或间接地与免疫细胞相互作用，影响它们的激活和分化，以及免疫反应的所有阶段。巨核细胞(Mks)是循环血小板的细胞来源，通常只被认为是常驻骨髓(BM-resident)细胞。然而，近年发现产生血小板的Mks也存在于肺中。与BM Mks相比，肺Mks表达更高水平的免疫分子。因此，本文作者对肺Mks的免疫功能进行了探究。通过对BM和肺骨髓富集细胞进行单细胞RNA测序，发现肺Mks具有类似于抗原提呈细胞的基因表达模式。成像和常规流式细胞术也证实了这一点。并且，Mks的免疫表型是可塑的，受组织免疫环境驱动，BM Mks在病原体和肺相关免疫分子(如IL-33)的影响下具有肺部MK表型。体外和体内实验表明，肺部Mk内化和加工抗原蛋白和细菌。此外，肺部Mk可通过MHC II可诱导CD4+ T细胞活化。这些数据表明，MkL具有关键的免疫调节作用。