之前我们介绍过一期具有免疫调节功能的成纤维细胞——成纤维网状细胞(FRCs):
今天我们再来介绍一类细胞群:免疫调节性内皮细胞(immunomodulatory endothelial cells,IMECs)或者一个方向——(血管)内皮细胞的免疫调节作用。
Unveiling the immunomodulatory dance: endothelial cells’ function and their role in non-small cell lung cancer
免疫调节性内皮细胞(immunomodulatory endothelial cells,IMECs)是一类具备免疫调控功能的血管内皮细胞亚群,广泛分布于心脏、肺、肝、肾、乳腺及脑等组织。它们不仅维持血管屏障和物质交换,还通过表达MHC分子、细胞因子(如IL-6、IL-12、TNF-α)和免疫检查点(如PD-L1、Galectin-9)参与抗原呈递、T细胞激活或抑制、免疫细胞招募与驻留。在肿瘤微环境中,IMECs可表现为免疫抑制型(如肿瘤内皮细胞下调MHC-I/II、上调PD-L1)或免疫激活型(如高内皮微静脉HEVs招募T细胞),直接影响肿瘤免疫逃逸或治疗效果。此外心、肺、肝等器官中的IMECs在炎症、缺血或纤维化状态下可发生表型转换,通过调控局部免疫反应参与组织修复或病理进展。
下面我们先通过一篇综述了解一下IMECs:
Immunomodulation by endothelial cells — partnering up with the immune system?
这篇综述探讨了血管内皮细胞(ECs)在免疫调节中的作用,特别是其在不同组织和器官中的异质性及其对免疫细胞的调控功能。ECs不仅在炎症中通过调节免疫细胞的迁移、激活状态和功能发挥作用,而且在不同组织中表现出特定的免疫调节能力;例如肝脏中的肝窦内皮细胞(LSECs)通过表达共抑制分子(如PD-L1)促进免疫耐受,而肺部的ECs则在感染和炎症中发挥重要作用;ECs在肿瘤微环境中也发挥关键作用,特别是肿瘤内皮细胞(TECs)的免疫抑制特性。ECs的免疫调节功能可能成为未来免疫治疗的新靶点,尤其是在癌症、神经退行性疾病和感染性疾病中。
图1. 内皮细胞在淋巴结和肝脏中的免疫调节作用。在淋巴结中,高内皮微静脉(HEVs)通过表达多种趋化因子和黏附分子,促进T细胞的招募和激活;在肝脏中,LSECs通过交叉呈递抗原和表达PD-L1等共抑制分子,促进免疫耐受,LSECs在清除免疫复合物和招募调节性T细胞(Tregs)中也发挥重要作用。

图2. ECs在肺、肾和脑中的免疫调节功能。在肺部,肿瘤内皮细胞(TECs)表现出免疫抑制特性,通过下调抗原呈递分子和上调免疫抑制分子(如PD-L1)来抑制免疫反应;在肾脏中,肾小球ECs通过其厚糖萼层阻止免疫细胞的浸润,而在肾病状态下,糖萼层的脱落会促进炎症;在大脑中,血脑屏障(BBB)ECs通过紧密连接和低水平的黏附分子表达,维持免疫特权状态。
下面我们通过2篇文章看一下具体思路:
这项研究发表在《Circulation Research》上:Immunoregulatory Endothelial Cells Interact With T Cells After Myocardial Infarction,心肌梗死后免疫调节性内皮细胞与T细胞相互作用。研究发现心肌梗死后会出现一种短暂的免疫调节性内皮细胞亚群,能够通过旁分泌信号激活T细胞,阻断内皮细胞特异性IFN-γ信号可改善心脏功能恢复。
研究从心肌梗死后心脏炎症反应及修复机制出发,首先通过单细胞RNA测序和空间转录组发现一种短暂出现的免疫调节性内皮细胞亚群(IMEC),进而发现和验证IMEC通过旁分泌信号激活T细胞,且IMEC的形成受到细胞因子IL-1β、TGF-β和IFN-γ共同驱动,最后揭示阻断内皮细胞特异性IFN-γ信号可改善心肌梗死后心脏功能恢复的机制。
这项研究发表在《Nature Communications》上:Single cell atlas identifies lipid-processing and immunomodulatory endothelial cells in healthy and malignant breast,即单细胞图谱揭示健康和恶性乳腺中的脂质处理和免疫调节内皮细胞。
研究发现乳腺癌患者中存在一种特殊的毛细血管内皮细胞亚型(LIPEC),其表达与脂质处理相关的基因,并且在肿瘤周围的乳腺组织中更为丰富;研究还发现使用二甲双胍(一种间接激活PPAR-γ信号的药物)治疗的乳腺癌患者具有更好的长期临床预后,并且其肿瘤中LIPEC血管数量更多。
研究团队首先对9名乳腺癌患者的26,515个细胞(包括8,433个内皮细胞)进行单细胞RNA测序,发现LIPECs在肿瘤周围的乳腺组织中更为丰富,并且其表达与脂质处理相关的基因;进而进一步发现和验证LIPEC细胞与PPAR-γ信号通路的关联,以及使用二甲双胍治疗的乳腺癌患者肿瘤中LIPEC血管数量更多且具有更好的临床预后,最后揭示LIPEC细胞通过PPAR-γ信号通路参与乳腺癌进展的潜在机制。在这项研究中LIPEC与Treg细胞之间的PODXL-SELL相互作用可能促进免疫抑制性Treg细胞的浸润,从而影响肿瘤免疫微环境。