相同的分子，相似的内容，同期3篇Nature，了解一下！

最近固有样淋巴细胞（ILCs）相关的研究非常火爆，这类在机体内占比很低的细胞，在固有免疫以及组织重塑过程中都扮演着重要的角色，成为了科学家研究的热点，主刊文章屡见不鲜，最近在查阅ILCs相关文献时，发现2017年的一期Nature上，竟然有三篇相类似的文章，可见ILCs的火爆程度，三篇文章共同报道了NMU（神经介素U）能够调节ILC2s的功能，提示神经系统调节免疫系统功能，下面带大家简单了解一下，三个不同的实验室是如何独立发现这个分子，以及又是如何进行相关研究的。

已经有文献报道神经系统与免疫系统存在交互，也就是神经免疫，作者就想探究ILC2细胞的功能是否也被神经系统调控。

1. ILC2s express NMUR1 and closely associatewith NMU expressing neurons

作者用全基因组测序的方法比较了ILC2与ILC1、ILC3以及Th不同的神经元表面分子，结果发现ILC2特异性表达NMUR1，进一步进行QPCR检测发现，在免疫细胞中只有ILC2高表达NMUR1。随后发现ILC2与分泌NMU（神经介素U）的神经距离很近。

2. NMU is a potent ILC2-intrinsic regulatorof type 2 cytokines, through NMUR1 activation

既然ILC2高表达NMUR1，且ILC2与分泌NMU的神经元距离很近，那么NMU能否影响ILC2的功能呢？

作者人工合成了NMU，用它去刺激ILC2，发现其能活化ILC2，并且这种作用是依赖NMUR1的。

3. NMU regulates ILC2-derived cytokinesthrough ERK1/2 and a Ca2+–calcineurin–NFAT cascade

既然NMU能影响ILC2的功能，那么其起作用的机制是什么呢？

已经有文献报道NMU能够活化ERK1/2，并且能够导致Ca2+外流，从而导致calcineurin（钙调蛋白）的活化，进而导致NFAT（活化T 细胞核因子）活化入核，而NFAT在2型细胞因子产生过程中起重要作用。结果显示，加入ERK1/2的抑制剂PD98059、calcineurin的抑制剂FK506以及NFAT抑制剂11R-VIVIT能够明显抑制NMU诱导的ILC2的活化，说明NMU发挥功能是通过ERK1/2的活化以及Ca2+–calcineurin–NFAT级联信号的。

4．Neuron-derived NMUsets ILC2-autonomous protection against worm infection

接下来作者就想探究NMU在ILC2介导的免疫过程中起的作用。

作者用蠕虫感染的动物模型去探究NMU的ILC2依赖的免疫反应中的作用，结果显示，在蠕虫感染过程中存在NMU表达的升高，人工给予NMU能够明显提高机体对蠕虫的抗感染能力。当NMUR1缺陷后，机体对蠕虫的抗感染能力显著降低。以上结果提示，NMU在ILC2介导的免疫反应中发挥重要作用。

与第一篇一样，作者想探究神经系统与ILC2之间是否存在联系。

1. A network ofneuromedin-U-expressing neurons co-localizes with NMUR1+ ILC2s

作者用SNAP-25表征神经细胞，KLRG1表征ILC2细胞，然后在小肠中进行染色，结果发现神经细胞与ILC2细胞有共定位，进一步比较ILC2以及ILC3细胞表面上神经相关的分子，发现NMUR1在ILC2上高表达，在其他免疫细胞上不表达。

2. NMU stimulates ILC2s andactivates a signalling pathway through NMUR1 and Gαq

与第一篇文章相类似，作者想探究NMU能否影响ILC2的功能。

作者用NMU取刺激ILC2细胞，发现其能活化ILC2，且是依赖NMUR1以及介导NMUR1下游信号的Gαq的。

3. NMU stimulates ILC2s in vivoand promotes worm expulsion

接下来作者就想探究一下NMU在体内是否能够活化ILC2。

作者给予NMU之后，分离ILC2细胞，然后进行RNA-seq，结果显示NMU能够诱导ILC2细胞中细胞分裂相关基因表达升高，进一步用Ki67进行分析发现，NMU能够促进细胞增殖，这种作用是NMUR1依赖的，NMU能够诱导ILC2增多，并且能够导致IL-13分泌增加以及杯状细胞分泌粘液增多，也就是2型免疫活化增强。随后作者探究了NMU对蠕虫感染的作用，结果显示，NMU能够增强机体对蠕虫抗感染能力，NMUR1缺陷后机体抗蠕虫感染能力减弱。

4. NMU induces ILC2-dependent lunginflammation

ILC2在小肠以及肺脏的免疫过程中都起作用，于是作者对NMU是否能够在肺脏中起作用进行了探究。

作者采用滴鼻的方法给药，结果显示当给予NMU后，能够诱导ILC2细胞增殖以及肺脏炎症反应，并且这种作用是依赖ILC2以及NMUR1的。

在2型免疫反应中ILC2s能够被IL-25以及IL-33活化进而介导炎症反应，但是ILC2s同时能够通过促进上皮细胞增殖存活以及屏障完整性来维持组织稳态，但是如何区分炎性ILC2s以及稳态ILC2s还是一大挑战，作者试图通过单细胞测序的方法找寻能够区分两种ILC2s的marker。

1. Alarmins induce heterogeneityin ILC2s

在2型免疫反应中，IL-25以及IL-33能够诱导ILC2s细胞的活化，于是作者用IL-25以及IL-33去刺激ILC细胞，然后进行单细胞测序。

结果显示，在刺激条件下，只有ILC2相关基因表达有明显变化，而ILC1以及ILC3不变。

2. ILC2-specific expression of NMUR1

随后作者对刺激前后差异基因进行分析，发现NMUR1表达较高且在IL-25刺激情况下明显上调，随后对其特异性进行分析，结果显示，其特异性表达于ILC2s。

3. NMU amplifies IL-25-driven inflammation

既然ILC2s特异性表达NMUR1，那么其是否发挥有一定功能呢？作者随后对这一问题进行了探究。

结果显示，NMU能够增强IL-25介导的炎症反应，并且这种作用具有NMUR1依赖性。

4. IL-25 combined with NMU expands inflammatory ILC2s

随后作者对NMU起作用的机制进行了探究，同样采取单细胞测序的方法，分析IL-25，NMU刺激情况下以及正常情况下基因表达情况。

结果显示，IL-25以及NMU刺激后能够明显促进ILC2s增殖，同时能够促进IL-7RB的表达上调以及相关炎性相关基因的表达。

总结以上三篇文章，思路大体也是四步：

1. 查找ILC上高表达的基因。2. 对该基因是否影响ILC的功能进行探究。3. 对机制进行探究。4. 相关动物模型进行验证。三个实验室都是将目光聚焦于ILC2s，虽然思路大体相同，但是三篇文章采用了不同的实验方法去达到目的。这三篇文章提示我们ILC相关领域是研究热点，研究套路也相对固定，但竞争相当激烈。如果大家感兴趣，可以借鉴他们所采用的实验方法进行相应的研究，可以是ILC方法，也可以是别的方向，他们发现差异基因的方法可以应用于大部分的生命科学领域。

 

参考文献：

1. Cardoso V, Chesné J, Ribeiro H, et al. Neuronalregulation of type 2 innate lymphoid cells via neuromedin U[J]. Nature, 2017,549(7671): 277.

2. Hermann-Kleiter N, Baier G. NFAT pulls thestrings during CD4+ T helper cell effector functions[J]. Blood, 2010, 115(15):2989-2997.

3. Klose C S N, Mahlakõiv T, Moeller J B, etal. The neuropeptide neuromedin U stimulates innate lymphoid cells and type 2inflammation[J]. Nature, 2017, 549(7671): 282.

4. Wallrapp A, Riesenfeld S J, Burkett P R, etal. The neuropeptide NMU amplifies ILC2-driven allergic lung inflammation[J].Nature, 2017, 549(7672): 351.