首次發(fā)現(xiàn)角膜存在T細(xì)胞！保護(hù)眼睛免受病毒的感染

身體的所有器官或組織都具有針對(duì)病原體的免疫保護(hù)功能，眼也不例外。

眼睛由視網(wǎng)膜、虹膜和最前面的一層角膜組成。角膜微環(huán)境具有抗炎性和免疫抑制性。有幾種機(jī)制可以保護(hù)人們免受病原體入侵，包括單純皰疹病毒（HSV）在內(nèi)的眼部感染過程中，T細(xì)胞被招募到組織中，并能誘發(fā)免疫病理病變，如基質(zhì)性角膜炎。在HSV感染的臨床階段，CD4+T細(xì)胞協(xié)調(diào)了疾病的許多方面。CD8+T細(xì)胞也會(huì)浸潤角膜，有助于角膜的病毒控制。

目前還不知道感染后是否會(huì)在角膜上形成記憶T細(xì)胞，以及這些細(xì)胞是否會(huì)分化成可促進(jìn)局部免疫的TRM細(xì)胞（組織駐留記憶T細(xì)胞）。

在一項(xiàng)新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)巡視和抗擊病毒感染的記憶T細(xì)胞存在于角膜中，顛覆了目前認(rèn)為T細(xì)胞不存在于健康角膜中的觀點(diǎn)，這擴(kuò)大了我們對(duì)眼睛產(chǎn)生免疫反應(yīng)應(yīng)對(duì)感染的了解。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年5月24日的期刊上。

為了研究T細(xì)胞對(duì)角膜單純皰疹病毒（HSV）感染的反應(yīng)，研究人員利用了特征明確的T細(xì)胞受體轉(zhuǎn)基因小鼠。gDT-II CD4+ T細(xì)胞在感染后5天進(jìn)入角膜。病毒特異性T細(xì)胞數(shù)量在10天后在角膜達(dá)到峰值，然后在第14天收縮，并持續(xù)了至少4周。

接著從感染HSV的小鼠身上分離出角膜，并通過共聚焦顯微鏡檢查該組織。到第6天，CD8+和CD4+ T細(xì)胞進(jìn)入角膜鄰近的邊緣地帶。然后觀察到這些細(xì)胞逐漸向角膜中央遷移。到第10天，觀察到中央角膜內(nèi)有大量的CD8+和CD4+T細(xì)胞。

為了更好地定義感染期間T細(xì)胞對(duì)角膜的浸潤，研究人員使用眼內(nèi)雙光子顯微鏡來觀察活體小鼠的T細(xì)胞。在感染的第5天，我們觀察到CD4+和CD8+T細(xì)胞都在角膜上。到了第7-10天，在角膜上觀察到大量的效應(yīng)T細(xì)胞。角膜基質(zhì)和上皮組織區(qū)的T細(xì)胞都是運(yùn)動(dòng)的。進(jìn)入角膜上皮的T細(xì)胞表現(xiàn)出樹枝狀的形態(tài)。因此，角膜浸潤性T細(xì)胞是感染期間招募的高度動(dòng)態(tài)群體，在反應(yīng)的效應(yīng)階段大量聚集。

T cell responses and memory in the cornea during ocular HSV infection

隨后，研究人員使用體內(nèi)共聚焦顯微鏡（IVCM）對(duì)6名健康志愿者的鼻內(nèi)側(cè)、角膜旁的輪狀細(xì)胞進(jìn)行延時(shí)成像，每6-8分鐘拍攝一次同一角膜區(qū)域的圖像，持續(xù)30-46分鐘。成像顯示，在4/6的角膜中，有稀疏的、細(xì)長的樹突的細(xì)胞，運(yùn)動(dòng)量很?。贿@些細(xì)胞類似于小鼠中也被描述過的DCs（巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞）。令人震驚的是，6/6志愿者的角膜有更小的、不那么細(xì)長的樹突狀免疫細(xì)胞，它們具有高度的運(yùn)動(dòng)性。這些人類免疫細(xì)胞與在小鼠身上觀察到的角膜T細(xì)胞非常相似。雖然還需要進(jìn)一步的工作來確認(rèn)這些細(xì)胞的身份，但這表明運(yùn)動(dòng)的免疫細(xì)胞在人類的健康角膜上巡邏，它們可能有助于局部免疫。

小鼠感染HSV 4周后，角膜上持續(xù)存在數(shù)量較多的T細(xì)胞，這促使研究人員去探究記憶T細(xì)胞群是否在這個(gè)部位形成并持續(xù)存在。

研究人員對(duì)至少30天前感染HSV的小鼠的角膜全貼面制備進(jìn)行了成像。在上皮層和角膜基質(zhì)層中都觀察到了用雙光子顯微鏡成像的記憶T細(xì)胞，上皮層的T細(xì)胞始終顯示出網(wǎng)狀細(xì)胞的形態(tài)。細(xì)胞表現(xiàn)出持續(xù)的緩慢運(yùn)動(dòng)，平均速度為6.06μm/min。研究發(fā)現(xiàn)，在中央角膜觀察到的幾乎50%（44%±10%）的記憶性gBT-I細(xì)胞位于上皮層內(nèi)。

(A）mT/mG小鼠角膜的整裝共聚焦成像；(B) HSV感染32天后小鼠角膜的雙光子顯微成像。上圖為x-y方向，下圖為x-z方向。比例尺，20μm。

駐留在組織中的記憶T細(xì)胞表達(dá)典型的標(biāo)志物CD69，上皮組織（即皮膚表皮）中的TRM細(xì)胞表達(dá)整合素CD103。經(jīng)過分析表明，TRM細(xì)胞在病毒感染消退后在角膜上形成，并表明CD103表達(dá)的異質(zhì)性可能是由于細(xì)胞在角膜上皮的定位。

為了確定記憶時(shí)T細(xì)胞在角膜的駐留情況，研究人員使用抗Thy1抗體處理小鼠以消耗循環(huán)T細(xì)胞。為了進(jìn)一步研究角膜記憶CD8+T細(xì)胞是否再循環(huán)，用免疫調(diào)節(jié)藥物FTY720治療記憶小鼠，這是一種抑制淋巴細(xì)胞從LNs排出并誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞減少的鞘氨醇1-磷酸受體激動(dòng)劑。治療4周后，脾臟和血液中的CD8+T細(xì)胞減少。然而，治療后角膜中的T細(xì)胞數(shù)量沒有減少。這些數(shù)據(jù)共同支持了記憶型CD8+T細(xì)胞常駐角膜的結(jié)論。

總之，研究表明，角膜TRM的形成需要本地抗原呈遞的CD103表達(dá)。研究人員不知道哪些細(xì)胞向角膜中的T細(xì)胞呈遞抗原，角膜中受感染的上皮細(xì)胞可能向T細(xì)胞呈遞抗原。在沒有抗原刺激的情況下，由LPS或CpG或缺乏認(rèn)知抗原的病毒誘導(dǎo)的炎癥信號(hào)不足以誘導(dǎo)大量角膜TRM細(xì)胞形成。這可能是受到普遍抗炎的角膜微環(huán)境的影響。盡管如此，研究發(fā)現(xiàn)角膜TRM細(xì)胞可以在原地對(duì)抗原作出快速反應(yīng)，循環(huán)中的抗原特異性和旁觀者記憶T細(xì)胞在二次挑戰(zhàn)中被迅速招募到角膜上。值得注意的是，被招募的記憶細(xì)胞形成二級(jí)CD103+TRM細(xì)胞也需要局部抗原識(shí)別。

圖片來自Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.110852。

綜上，研究的圖像顯示小鼠的眼睛中產(chǎn)生了長期存活的記憶T細(xì)胞來對(duì)抗感染。在這種病毒被消除后，這些記憶T細(xì)胞仍留在角膜上，以抵御未來出現(xiàn)的任何HSV再次感染。對(duì)健康人的眼睛進(jìn)行的高級(jí)成像也顯示了在角膜上巡邏的免疫細(xì)胞。

研究作者Scott Mueller說：“這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于了解眼睛如何抵御危險(xiǎn)感染具有重要意義。同時(shí)，也可幫助了解眼睛過敏等慢性疾病，因?yàn)槎嘤嗟腡細(xì)胞或會(huì)導(dǎo)致患該病?！?/p>

參考資料：

Joon Keit Loi et al. Corneal tissue-resident memory T cells form a unique immune compartment at the ocular surface. Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.110852.