2022年11月11日，美高梅美高梅、美高梅附属第十人民医院贾鑫明教授团队在Nature Communications在线发表了题为“PD-L1 negatively regulates antifungal immunity by inhibiting neutrophil release from bone marrow”的论文。该研究揭示了PD-L1负调控抗真菌免疫的新机制，发现真菌β-葡聚糖通过Dectin-1受体激活中性粒细胞PD-L1的表达，PD-L1入核调控趋化因子CXCL1和CXCL2的转录和分泌，抑制骨髓中性粒细胞向感染脏器的迁移，发挥负调控抗真菌免疫的作用，并发现含笑内酯提取衍生物ACT001在体内能够有效抑制PD-L1的表达，从而显著提高小鼠感染真菌的生存率；该研究结论为靶向PD-L1研发真菌感染治疗的新策略提供了理论依据。

美高梅美高梅、美高梅附属第十人民医院贾鑫明教授为该论文的唯一通讯作者，课题组于垚博士研究生和王蓉蓉研究实习员为论文的共同第一作者。该研究得到国家科技部、国家自然科学基金、上海教委、上海科委等部门基金的资助。论文发表同日，贾鑫明教授应邀在Nature的Health Community 中“Behind the paper”栏目撰文分享该项研究背后的故事。这是该课题组本年度再次在Nature Communications杂志发表的研究论文。

 

 

程序性死亡配体1（PD-L1）是一种跨膜蛋白，主要与其受体PD-1结合传递免疫抑制信号，对肿瘤免疫逃逸、细菌和寄生虫感染免疫、自身免疫性等疾病中发挥重要的作用。目前关于PD-L1在T细胞及DC等抗原提呈细胞上的作用研究较多，但是关于PD-L1在中性粒细胞中的作用研究较少，而关于PD-L1调控抗真菌免疫的研究完全是空白。

该研究利用RNA测序分析发现小鼠骨髓中性粒细胞和人外周血中性粒细胞在β-葡聚糖刺激后PD-L1表达显著升高（图1a-d）；Dectin-1受体编码基因缺失（Clec7a^-/-）后，而非CARD9和Syk，显著降低真菌β-葡聚糖刺激小鼠中性粒细胞表达PD-L1的比率（图1e，f）。KEGG分析显示β-葡聚糖激活中性粒细胞JAK-STAT信号通路，免疫印迹结果证明β-葡聚糖刺激显著增加小鼠中性粒细胞JAK2和STAT3的磷酸化水平，而Dectin-1受体缺失后可以显著降低β-葡聚糖刺激的小鼠中性粒细胞JAK2、STAT3磷酸化水平（图1g，h）。利用JAK2-STAT3通路抑制剂Stattic处理，能够显著降低β-葡聚糖诱导中性粒细胞中表达PD-L1的比率（图1i）。结果表明β-葡聚糖激活Dectin-1可介导JAK2和STAT3的磷酸化，从而调节中性粒细胞PD-L1的表达。

 

图1 真菌β-葡聚糖激活中性粒细胞Dectin-1/JAK2/STAT3轴诱导PD-L1表达

（图源：Yu Y, et al., Nat Commun, 2022）

 

进一步研究PD-L1调控中性粒细胞的生物学功能，发现Dectin-1和PD-L1基因缺失后小鼠骨髓中性粒细胞的细胞运动被显著抑制，β-葡聚糖诱导中性粒细胞分泌CXCL1和CXCL2的水平显著降低，同时，PD-L1抗体阻断后人血中性粒细胞β-葡聚糖诱导分泌的CXCL1和CXCL2水平也显著降低（图2a-e）。接下来作者探讨了真菌β-葡聚糖激活中性粒细胞PD-L1调控CXCL1和CXCL2分泌的分子机制，发现PD-L1入核与sp1结合调控CXCL1和CXCL2的转录和分泌，从而影响中性粒细胞的运动（图2f-o）。

 

图2 PD-L1通过调控CXCL1和CXCL2的自分泌来调节中性粒细胞的运动

（图源：Yu Y, et al., Nat Commun, 2022）

 

为了进一步明确在系统性念珠菌感染时中性粒细胞PD-L1的免疫调控作用，研究者构建了PD-L1中性粒细胞条件性敲除小鼠（图3a），研究发现白念珠菌感染后，敲除小鼠骨髓中性粒细胞数量显著减少，同时肾脏内中性粒细胞数量显著增加，骨髓中CXCL1/2的水平显著下降，感染小鼠肾脏荷菌量显著减少、存活率显著增加（图3b-e），进一步提示白念珠菌感染诱导中性粒细胞高表达PD-L1能够调控中性粒细胞从骨髓向外周迁移。

 

 

图3 中性粒细胞条件性敲除PD-L1促进骨髓中性粒细胞向外周迁移发挥抗白念珠菌感染的作用

（图源：Yu Y, et al., Nat Commun, 2022）

 

综上所述，该研究发现真菌来源β-葡聚糖通过中性粒细胞表面的Dectin-1受体激活JAK-STAT通路，诱导PD-L1分子的显著上调，PD-L1入核调控趋化因子CXCL1和CXCL2的转录和分泌，抑制白念珠菌感染时骨髓中性粒细胞动员，阐明PD-L1不依赖于PD-1发挥负调控抗真菌免疫的作用及机制。并发现抑制PD-L1表达通过调控中性粒细胞的趋化功能，促进中性粒细胞定向趋化至肾脏，发挥免疫杀伤功能（图4）。该研究围绕白念珠菌感染时骨髓中性粒细胞的免疫调控，首次提出了PD-L1靶向中性粒细胞治疗真菌感染的新机制，为治疗白念珠菌感染提出了全新的思路，同时也为真菌感染与肿瘤免疫的互作提供了新的见解。

 

图4 PD-L1靶向中性粒细胞治疗真菌感染的新机制

（图源：Yu Y, et al., Nat Commun, 2022）

 

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34722-7