Nat Immunol | 肠道菌群影响泌乳期乳腺上皮间淋巴细胞重建

撰文 | 风

乳腺在女性育龄期间经历多次生长-衰退周期。乳腺重塑很大程度由激素调节在青春期、孕期、哺乳期和衰退期引起特定变化【1】。怀孕引起乳腺上皮细胞增殖和导管分支支持生乳过程，以确保母乳的生成和输送【2】。乳腺向分泌器官的转换涉及细胞组成的大量重建和组织扩大以及外环境的暴露，例如皮肤微生物和子代口腔环境，使得乳腺成为短暂的屏障组织【3】。哺乳结束引起乳腺退化，即向非分泌器官地逆转涉及广泛细胞凋亡和组织萎缩。这种伴随乳腺快速变化的生理压力需要广泛的支持网络，包括免疫细胞。研究揭示在不同发育阶段，固有和适应性免疫细胞参与乳腺的免疫调节。肥大细胞和嗜酸性粒细胞在青春期促进乳腺导管分支【4,5】。巨噬细胞涉及青春期乳腺形态生成，孕期小泡生成以及退化期组织消退【6-9】。某些特化巨噬细胞，例如导管巨噬细胞和泌乳诱导巨噬细胞支持泌乳和产奶【6】。B细胞来源IgA和IgG在乳汁中含量丰富，促进子代免疫健康。研究已经证实IgG产生浆细胞以CCL28依赖方式从结肠迁移至乳腺【10】。T细胞在维持组织稳态、免疫耐受、免疫监视、免疫防御和组织修复中具有重要作用。青春期乳腺含有CD4 + T细胞中，表达ROR γ t的特殊Treg细胞在乳腺消退期增加【11】。乳汁中也存在CD4和CD8 + T淋巴细胞。另外，生乳过程中上皮细胞面临快速扩张和产奶的应激，以及新自身抗原的突然暴露，这也给自身耐受带来难题。然而，目前对于哪些T细胞参与生乳过程，以及这些T细胞如何调节乳腺组织的特异性适应仍然不甚清楚。

近 日 ， 美国索尔克生物研究所 NOMIS 免疫生物学和微生物发病机制中心 Deepshika Ramanan 团队 在 Nature Immunology 杂志 上发表了 题为 Mammary intraepithelial lymphocytes and intestinal inputs shape T cell dynamics in lactogenesis 的 研究文章 。 该研究揭示泌乳发生过程中免疫细胞尤其是T细胞的动态改变，强调泌乳期乳腺作为一种黏膜样组织，并发现肠道菌群调节的肠上皮间淋巴细胞可以直接迁移至乳腺，对泌乳的免疫调控以及肠道菌群的作用提供新的理解 。

流式细胞术分析确认乳腺浸润的CD45 + 免疫细胞在孕期显著增高，并维持至哺乳期和消退期。分离未生育、孕期（day17）、早期哺乳（产后3天）和消退期（断奶后第一天）免疫细胞行scRNA-seq。分析显示尽管4个阶段髓系细胞占比最高，但T细胞比例在孕期、哺乳期和消退期明显升高，髓系细胞比例降低。对于T细胞进一步分析，Louvain 聚类发现6群细胞，包括 naive CD4 + 、naive CD8 + 、CD4 + 效应T、CD8αβ + 效应T、CD8αα + T 以及双阴性T细胞。 其中，改变最明显的是哺乳期T细胞从naive 向效应T转变以及 CD8αα + T比例显著增高。 CD8αα + T细胞高表达Klrb1c、Cd160、Itgae和Gzmb，提示细胞毒性和组织驻留状态，且其与已经报道的结肠上皮内淋巴细胞（intraepithelial lymphocytes， IELs ）转录特征相似。随后，作者使用scRNA-seq分析比较未生育和孕期小鼠脾脏、乳腺、小肠和大肠组织的T细胞。不同组织效应 CD4 + T、CD8αβ + T 和 CD8αα + T转录特征相似。 CD8αα + T的的特征基因尤其在乳腺和小肠以及大肠之间具有相似性。免疫荧光观察到 CD8αα + T和其他T细胞均定位于乳腺上皮内，类似于黏膜上皮模式。哺乳期乳腺IELs的增加提示乳腺处于短暂的黏膜状态。紧接着，团队使用细胞间通讯分析发现乳腺IELs与上皮细胞间存在多种信号通路调节免疫监视和泌乳过程。

肠道 CD8αα + IELs来源于胸腺前体细胞。团队在4周龄小鼠切除胸腺后的孕期小鼠发现胸腺切除并不影响哺乳期乳腺 CD8αα + T和其他IELs。作者推测可能是胸腺前体细胞在4周前种植乳腺并在孕期增殖发育为 CD8αα + T或者其他黏膜组织 CD8αα + T迁移至乳腺。前述scRNA-seq数据发现孕期乳腺T细胞表达一定水平的Ki67，提示胸腺起源增殖和胸腺外组织输入共同促进乳腺T细胞扩增。Kaede小鼠（光转换小鼠用以示踪）证实一部分T细胞，包括 CD4 + T、CD8αβ + T 和 CD8αα + T细胞从肠道迁移至乳腺，即使总体数量不高。上述数据提示 孕晚期和哺乳期乳腺T细胞的扩增由胸腺和结肠来源。 为了进一步说明乳腺IELs和结肠IELs之间的关系，团队使用scTCR-seq分析小肠、大肠、乳腺和脾脏TCR克隆型。结果表明哺乳期乳腺与小肠之间CD4 + T、 CD8αβ + T 和 CD8αα + T细胞之间的TCR存在部分重叠。值得注意的是，未生育小鼠 CD8αβ + T 和 CD8αα + T细胞之间也存在少量重叠，表明正常小鼠乳腺与小肠也存在IELs交换。在此过程中，作者发现两个特殊的克隆型“Revere”和“Newbury”存在于小肠和乳腺交换的淋巴细胞中。随后，作者在人的乳腺中也发现一小群 CD8αα + T淋巴细胞。此外，在乳汁中也发现存在CD4 + 、CD8 + 和 CD8αα + T细胞。

紧接着，考虑到肠道微生物群影响肠道IELs，作者假设肠道微生物群是否也影响乳腺IELs。团队发现泌乳期GF小鼠的乳腺导管与SPF小鼠明显不同。尽管两种小鼠乳腺腺泡数量无差别，但GF小鼠乳腺腺泡平均面积更大，表明肠道菌群影响泌乳期乳腺发育。同时，泌乳期GF小鼠乳腺CD45 + 免疫细胞数量也低于SPF小鼠，但未生育小鼠乳腺免疫细胞数量无差别。然而，小鼠子代相对体重并无区别。因此，肠道菌群是否影响乳汁的构成和产量需要进一步研究。流式进一步表明泌乳期GF小鼠相比于SPF小鼠，乳腺CD4 + T、 CD8αβ + T 和 CD8αα + T细胞数量降低而比例不变，表明是由于CD45 + 免疫细胞数量整体降低。这可能与肠道菌群引起肠道CD4 + T、 CD8αβ + T 和 CD8αα + T细胞数量降低有关。在GF小鼠定值SPF小鼠肠道菌群可以恢复其泌乳期乳腺CD45 + 细胞以及IELs数量。然而，scRNA-seq分析GF和SPF泌乳期小鼠乳腺发现IELs转录组相似。差异基因例如 Itgb1、Igf1r、Ikzf2、Tnfaip3、Thy1和Klra9。但虽然这些基因部分具有免疫调节作用，但这些差异基因是否影响IELs功能仍需进一步研究。总之，这些结果表明 肠道菌群可以直接影响泌乳期乳腺上皮内淋巴细胞数量。

综上所述，这 项 研究 揭示乳腺泌乳发生过程中免疫细胞的动态改变，并提出泌乳期乳腺作为黏膜样组织，其内上皮间淋巴细胞受到肠道菌群/肠道IELs的调节，为泌乳发生过程中的免疫作用提供新的理解。

https://doi.org/10.1038/s41590-025-02218-3

制版人：十一

参考文献

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