当我们想到免疫系统时,通常会将其与抵抗病毒感染联系起来。然而,今天1月17日发表在《Science》题为:Neuronal-ILC2 interactions regulate pancreatic glucagon and glucose homeostasis 的文章揭示了一种叫做 2 型先天性淋巴细胞 (ILC2s) 的免疫细胞和神经元信号交流,共同调节胰高血糖素的分泌,进而控制血糖水平。
当一个人禁食或高能量消耗的活动,这些活动会导致血糖水平降低。 这时,身体需要启动一个精密的机制来提高血糖,将血糖水平维持在一个健康的范围内。血糖水平降低会激活肠道中的交感神经元, 这些神经元会释放去甲肾上腺素,这些信号就会进入肠道内,然后和里面的免疫细胞 ILC2s 表面的肾上腺素能 β2 受体 (ADRB2) 结合。
ADRB2 信号通路激活后,ILC2s 细胞下调肠道“锚定”基因的表达,例如整合素 Itga4 和 Itgb7,以及趋化因子受体 Ccr9。 这些“锚定”基因的表达减少,使得 ILC2s 细胞更容易脱离肠道组织。
离开后,要去哪里呢?
研究人员利用一种先进的光转换技术追踪了 ILC2s 的迁移轨迹。他们将一种名为 Kikume-Green/Red (KikGR) 的光转换蛋白引入小鼠体内,并选择性照射小肠,将肠道细胞标记为红色荧光。结果显示,禁食后,小鼠胰腺中红色荧光标记的 ILC2s 数量显著增加。这表明,禁食诱导了肠道 ILC2s 向胰腺的迁移。
ILC2s 并非随机分布在胰腺中,而是特异性地定位于胰岛内。胰岛是胰腺中分泌激素的内分泌组织,包括分泌胰高血糖素的 α 细胞。ILC2s 在胰岛中的存在表明它们可以与 α 细胞进行直接的相互作用。
ILC2s 抵达胰腺后又做了什么呢?
ILC2s 会分泌 2 型细胞因子,主要是 IL-5 和 IL-13,作用于胰岛 α 细胞上的受体(包括 Il13ra1、Il5ra 和 Csf2ra),刺激胰岛 α 细胞分泌胰高血糖素。研究人员通过体外实验发现,将从胰腺分离的 ILC2s 加入到 α 细胞培养物中后,α 细胞分泌的胰高血糖素水平显著提高,而阻断 IL-5 和 IL-13 则会抑制这一过程。此外还发现,禁食小鼠胰腺中的 ILC2s 表达高水平的 IL-5 和 IL-13。
还有一个重要发现,ILC2s 迁移到胰腺的过程依赖于 ILC2s 上的肾上腺素能 β2 受体 (ADRB2)。 通过基因敲除发现,敲除 ILC2s 中的 Adrb2 基因后,ILC2s 无法迁移到胰腺,导致禁食小鼠的血糖水平无法提高 。 还发现,在 Rag1 缺陷小鼠中,特异性敲除 ILC2s 中的 Adrb2 也会导致类似的结果。这些结果表明,ADRB2 受体是 ILC2s 迁移到胰腺的必要条件。
该研究首次揭示了神经系统、免疫系统和内分泌系统之间一种未被充分认识的交互作用机制,即在低血糖情况下,肠道交感神经活性促进肠道2型先天淋巴细胞(ILC2)迁移到胰腺。ILC2产生的细胞因子刺激胰腺α细胞分泌胰高血糖素,从而促进肝脏糖异生和内源性葡萄糖生成,最终调节血糖平衡。
这项研究也说明了,我们才刚刚开始掌握身体器官系统之间的通信水平。
参考文献:Marko Šestan et al.,Neuronal-ILC2 interactions regulate pancreaticglucagonandglucosehomeostasis.Science387,eadi3624(2025).DOI:10.1126/science.adi3624