揭示贾第虫感染期间IL-17A产生的细胞来源和位置

《Scientific Reports》：Unravelling the cellular sources and location of IL-17A production during a Giardia infection

IL-17A在Giardia感染免疫中起关键作用，其细胞来源经研究显示主要为肠道固有层CD4+ Th17细胞，同时存在少量MHC-II+巨噬样抗原递呈细胞分泌。通过RT-qPCR和流式细胞术分析感染小鼠肠道、派尔集合淋巴结及肠淋巴结，发现IL-17A mRNA在肠黏膜显著上调，且Th17细胞是主要产IL-17A的适应性免疫细胞。T细胞缺陷小鼠清除寄生虫能力严重受损，证实Th17细胞的核心地位。而MHC-II+CD11c+CD11b-细胞（可能为巨噬细胞或树突状细胞）在感染后期也有少量IL-17A分泌，但贡献有限。研究明确了IL-17A的适应性免疫主导机制及可能的非经典 innate免疫辅助作用。

　　### 研究背景与意义

**Giardia duodenalis** 是一种广泛存在于动物和人类中的单细胞原生动物寄生虫，因其广泛的宿主适应性和高全球感染率而受到关注。该寄生虫主要寄生于小肠上皮细胞内，其感染可导致从急性自限性到慢性感染的多种临床表现，如恶心、腹胀、腹痛和腹泻等。在某些情况下，感染可能演变为慢性疾病，引发体重减轻、疲劳以及一些并发症，如炎症性肠病。因此，理解宿主免疫系统如何识别和应对这种寄生虫感染，对于开发有效的免疫干预措施具有重要意义。

近年来，研究发现 **IL-17A** 在对抗 **Giardia** 感染中扮演着关键角色。IL-17A 是一种重要的促炎细胞因子，主要参与粘膜防御机制，通过增强上皮屏障功能、促进中性粒细胞的募集以及诱导抗菌肽的表达来发挥免疫保护作用。早期研究指出，**IL-17A** 在小鼠感染 **Giardia muris** 后显著上调，且 IL-17A 受体缺陷的小鼠无法有效清除寄生虫，表明 IL-17A 在免疫防御中具有重要作用。然而，关于 IL-17A 的具体细胞来源仍存在争议，尤其是在肠道的不同部位（如小肠、Peyer’s patches 和肠系膜淋巴结）中，哪些细胞类型负责 IL-17A 的产生，仍需进一步明确。

在 **Giardia** 感染的背景下，免疫系统可分为适应性免疫和固有免疫两大类。适应性免疫细胞（如 T 细胞、B 细胞）在感染后期起主导作用，而固有免疫细胞（如 γδT 细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞等）则可能在早期感染中参与免疫应答。尽管已有研究探讨了 IL-17A 在 **Giardia** 感染中的作用，但关于其具体细胞来源的研究仍显不足。例如，一些研究指出，**IL-17A** 在小肠组织中表达上调，但在肠系膜淋巴结中并未显著增加，这提示 IL-17A 的产生可能与小肠组织密切相关。此外，某些研究认为，固有免疫细胞（如 ILC3）可能是 IL-17A 的潜在来源，但其在 **Giardia** 感染中的具体贡献尚未明确。

### 研究方法与技术

本研究通过 **RT-qPCR** 和 **流式细胞术**，系统地分析了 **IL-17A** 在小鼠感染 **Giardia muris** 后的表达情况及其细胞来源。实验中使用了两种小鼠模型：C57BL/6 小鼠和 T 细胞缺陷的小鼠（TKO 小鼠），以比较适应性免疫和固有免疫在 IL-17A 产生中的作用。

在 RT-qPCR 实验中，研究者对小肠（SI）、Peyer’s patches（PP）和肠系膜淋巴结（MLN）进行了取样，并在感染后第 7、14 和 21 天进行分析。结果表明，小肠中 **IL-17A** 的表达显著增加，而 Peyer’s patches 中的表达略有升高，但未达到统计学意义。肠系膜淋巴结中则未检测到显著变化。此外，**Mbl2**（一种由 IL-17A 诱导的下游效应分子）在小肠中的表达也显著上调，进一步支持了 IL-17A 在 **Giardia** 感染中的作用。

在流式细胞术实验中，研究者对小肠上皮内淋巴细胞（IEL）和小肠固有层细胞（LP）进行了分离和鉴定。结果表明，小肠固有层中的 **CD4? T 帮助细胞** 是 IL-17A 的主要来源，而 IEL 中未检测到 IL-17A 的显著产生。此外，**γδT 细胞**、**Tc 细胞**、**NK(T) 细胞**、**B 细胞**、**中性粒细胞** 和 **树突状细胞** 均未表现出 IL-17A 的显著增加。然而，在 **CD3?** 的固有细胞群体中，**MHC-II?CD11c?CD11b?CD64?F4/80?** 细胞（类似巨噬细胞的抗原呈递细胞）表现出 IL-17A 的增加，提示这些细胞可能在 IL-17A 的产生中起到一定辅助作用。

研究还进一步探讨了 **T 细胞缺陷小鼠** 的免疫应答情况。结果显示，**T 细胞缺陷小鼠** 无法有效清除寄生虫，且其 IL-17A 的表达水平显著低于野生型小鼠。这表明适应性免疫，特别是 **Th17 细胞**，在 **Giardia** 感染的免疫防御中起着核心作用。此外，在 **T 细胞缺陷小鼠** 中，虽然 IL-17A 的表达有所增加，但其水平远低于野生型小鼠，提示 IL-17A 的主要来源仍然是适应性免疫细胞。

### 研究结果与分析

在感染后的不同时间点，**IL-17A** 的表达呈现出动态变化。例如，在感染后的第 7 天和第 14 天，小肠中 **IL-17A** 的表达显著上调，而在第 21 天则逐渐下降。这表明 IL-17A 的产生可能与感染的早期阶段更为相关，而随着时间推移，其表达水平逐渐降低。此外，**Mbl2** 的表达模式与 **IL-17A** 类似，进一步支持了 IL-17A 在激活补体系统和增强宿主防御中的作用。

通过流式细胞术，研究者发现 **CD4? T 细胞** 是小肠固有层中 IL-17A 的主要来源。这一结果与之前的研究一致，表明 Th17 细胞在 **Giardia** 感染中发挥着关键作用。然而，在 **CD3?** 的固有细胞群体中，某些细胞（如 **MHC-II?CD11c?CD11b?CD64?F4/80?**）也表现出 IL-17A 的增加，提示这些细胞可能在某些情况下辅助 IL-17A 的产生。此外，**T 细胞缺陷小鼠** 的实验结果进一步验证了 Th17 细胞在 IL-17A 产生中的主导地位。

值得注意的是，**T 细胞缺陷小鼠** 虽然 IL-17A 的表达有所增加，但其水平仍显著低于野生型小鼠，说明适应性免疫在 **Giardia** 感染中的作用远大于固有免疫。这表明 IL-17A 的主要来源是适应性免疫细胞，而固有免疫细胞可能仅在某些情况下提供辅助支持。此外，**T 细胞缺陷小鼠** 无法有效清除寄生虫，进一步强调了适应性免疫在防御 **Giardia** 感染中的重要性。

### 研究结论与展望

本研究的结果揭示了 **IL-17A** 在对抗 **Giardia** 感染中的关键作用，并明确了其主要来源是小肠固有层中的 **CD4? T 细胞**。同时，研究也发现，某些类似巨噬细胞的抗原呈递细胞（如 **MHC-II?CD11c?CD11b?CD64?F4/80?**）可能在 IL-17A 的产生中起到辅助作用。这些发现不仅有助于理解 **Giardia** 感染的免疫机制，还为未来开发免疫治疗策略提供了新的思路。

尽管研究结果表明适应性免疫在 **Giardia** 感染中起主导作用，但仍有部分固有免疫细胞表现出 IL-17A 的增加，这提示固有免疫细胞可能在某些情况下参与 IL-17A 的产生。未来的研究可以进一步探讨这些细胞的具体功能及其在感染早期的作用。此外，研究还指出，**IL-17A** 的产生可能与 **T 细胞分化** 和 **抗原呈递** 有关，因此，进一步揭示 IL-17A 产生的上游信号将有助于更全面地理解宿主对 **Giardia** 的免疫应答机制。

总之，本研究通过系统分析 **IL-17A** 在小鼠感染 **Giardia muris** 后的表达情况及其细胞来源，为 **Giardia** 感染的免疫防御机制提供了重要的见解。研究结果不仅强调了适应性免疫细胞（尤其是 Th17 细胞）在 IL-17A 产生中的核心地位，也提示某些固有免疫细胞可能在特定条件下辅助 IL-17A 的产生。这些发现为未来研究 **Giardia** 感染的免疫调控机制提供了基础，有助于开发更有效的免疫干预策略。