题目：成纤维细胞通过IGF1依赖性调控固有淋巴细胞抑制肠道炎症
主要作者与机构：本文的主要通讯作者为上海交通大学医学院附属仁济医院上海免疫治疗研究所的Zhou Lei、清华大学免疫学研究所的Coco Chu、康奈尔大学威尔康奈尔医学院的Gregory F. Sonnenberg，以及共同第一作者Lin Qingxia、Liu Ruichao E.、Wang Qiang、Lan Kang。该研究发表于 Science 期刊，2026年9月24日，第393卷第6818期。
学术背景：本研究属于免疫学与肠道慢性炎症研究领域。慢性炎症性疾病中，成纤维细胞表现出显著的表型和功能异质性，但这些变化如何影响免疫结局仍不清楚。炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）是一种以肠道慢性炎症为特征的疾病，其发病机制复杂，涉及基质细胞与免疫细胞的相互作用。3型固有淋巴细胞（group 3 innate lymphoid cells，ILC3s）在IBD中发挥重要功能，而浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid dendritic cells，pDCs）也被发现参与IBD的发病过程。然而，成纤维细胞如何通过这些免疫细胞调节肠道炎症，特别是胰岛素样生长因子1（insulin-like growth factor 1，IGF1）在其中的作用，此前尚未被系统阐明。本研究的目的是解析肠道成纤维细胞异质性，揭示IGF1⁺成纤维细胞与ILC3s之间的相互作用机制，并阐明该通路在肠道炎症中的保护作用。
研究流程：本研究主要分为四个阶段。第一阶段，研究者利用已发表的单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）数据集，对健康供者和溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）患者肠道成纤维细胞进行聚类分析，共纳入健康供者22,035个细胞和UC患者13,095个细胞。通过统一流形近似与投影（UMAP）和差异表达分析，研究者定义了一个高表达补体3（complement 3，C3）和ABCA8的成纤维细胞亚群，即C3⁺成纤维细胞。随后利用流式细胞术在13例UC患者的非炎症与炎症活检组织中验证该亚群的比例变化，并在独立的手术切除克罗恩病（Crohn’s disease，CD）患者队列中进一步确认。同时，研究者利用IGF1-EGFP转基因小鼠和定量PCR检测肠道各细胞类型中IGF1的表达来源，并通过在成纤维细胞特异性敲除IGF1的小鼠模型（Igf1ΔPDGFRA和Igf1ΔGLI1）中给予葡聚糖硫酸钠（dextran sulfate sodium，DSS）诱导实验性结肠炎，观察体重、结肠长度和组织病理学评分等指标。
第二阶段，研究者探究了IGF1信号保护肠道的细胞机制。利用空间转录组学数据进行受体-配体分析，预测C3⁺IGF1⁺成纤维细胞与ILC3s之间的相互作用。通过已发表的小鼠肠道免疫细胞scRNA-seq数据检测IGF1受体（IGF1R）在不同免疫细胞中的表达，并用定量PCR和流式细胞术在健康及DSS处理的小鼠大肠道中验证ILC3s为IGF1R的主要表达细胞之一。功能上，研究者在ILC3s中特异性敲除IGF1R（Igf1RΔRORγt小鼠），观察DSS诱导的结肠炎表型，并进一步检测ILC3s频率、数量以及IL-22产生情况。为排除适应性免疫细胞的影响，还使用了Rag1⁻/⁻Igf1RΔRORγt小鼠进行DSS实验。
第三阶段，为阐明IGF1-IGF1R信号如何抑制ILC3s的促炎功能，研究者对DSS处理后的Igf1RΔRORγt小鼠和对照小鼠的ILC3s进行了bulk RNA-seq，发现C-X-C基序趋化因子配体10（C-X-C motif chemokine ligand 10，CXCL10）在Igf1R缺陷ILC3s中显著上调。随后构建了CXCL10-EGFP转基因报告小鼠，用于在体内示踪CXCL10表达细胞。在体外实验中，分选ILC3s并用重组干扰素γ（interferon γ，IFNγ）和IGF1刺激，通过定量PCR、流式细胞术和酶联免疫吸附试验（ELISA）检测CXCL10表达和分泌水平。利用选择性抑制剂确定PI3K/AKT信号通路在IGF1抑制CXCL10中的作用，蛋白质印迹法检测STAT1磷酸化水平。进一步通过条件性敲除CXCL10于Igf1RΔRORγt小鼠（DKO小鼠）验证ILC3来源的CXCL10在肠道炎症中的贡献，并在CD4⁺T细胞或巨噬细胞中分别敲除CXCL10以评估其他细胞来源的CXCL10的功能。
第四阶段，研究者探究了ILC3来源的CXCL10如何驱动肠道炎症。通过检测CXCR3在不同免疫细胞中的表达，发现pDCs和ILC1s高表达CXCR3。在DSS处理后，Igf1RΔRORγt小鼠和Rag1⁻/⁻Igf1RΔRORγt小鼠肠道中pDCs数量增加，而DKO小鼠中该增加被消除。用pDC清除抗体或构建Igf1RΔRORγtBDCA2-HDTR小鼠以遗传学方法清除pDCs，均能减轻Igf1RΔRORγt小鼠的结肠炎严重程度。趋化实验证明，IFNγ刺激的ILC3s上清液能吸引更多pDCs，且该趋化作用可被CXCL10中和抗体阻断。在慢性炎症模型中，研究者使用IL-10缺陷小鼠和肝螺杆菌（Helicobacter hepaticus）联合抗IL-10R抗体诱导的慢性结肠炎模型，进一步证实Igf1RΔRORγt小鼠表现出更严重的疾病表型、ILC3s中更高水平的CXCL10以及增加的pDCs频率和数量。最后，在人类样本中分选ILC3s，用IFNγ和IGF1刺激，检测CXCL10表达；分析UC和CD患者炎症与非炎症肠道中pDCs频率，以及成纤维细胞IGF1表达与ILC3s CXCL10之间的相关性。
主要结果：第一阶段结果显示，C3⁺成纤维细胞在UC和CD患者中均显著减少，且该亚群高表达IGF1。小鼠肠道中成纤维细胞是IGF1的主要来源。成纤维细胞特异性敲除IGF1的小鼠在DSS诱导的结肠炎中表现出更明显的体重下降、结肠缩短和组织病理损伤，而在稳态下肠上皮细胞增殖和结肠形态无明显改变，表明成纤维细胞来源的IGF1具有保护肠道免受炎症损伤的作用。
第二阶段显示，IGF1R在ILC3s中富集，且ILC3s是IGF1R表达最显著的免疫细胞之一。Igf1RΔRORγt小鼠对DSS诱导的结肠炎更易感，但ILC3s的数量、频率和IL-22产生未见明显变化。T细胞特异性敲除IGF1R的小鼠对DSS的反应与对照相似，而Rag1⁻/⁻Igf1RΔRORγt小鼠更易感，提示ILC3s通过IGF1R介导的保护作用不依赖适应性免疫，且与IL-22无关。
第三阶段结果指出，Igf1R缺陷ILC3s在DSS处理后CXCL10表达显著增加。体内实验显示，ILC3s是炎症结肠中CXCL10表达最丰富的免疫细胞。体外实验证实，IGF1能抑制IFNγ诱导的ILC3s中CXCL10转录和蛋白分泌，该抑制作用依赖PI3K/AKT通路，并伴随STAT1磷酸化水平降低。DKO小鼠的结肠炎严重程度较Igf1RΔRORγt小鼠明显减轻，说明ILC3s来源的CXCL10是导致Igf1R缺陷小鼠炎症加重的重要原因。T细胞来源的CXCL10缺失使小鼠更易感，而巨噬细胞来源的CXCL10缺失对疾病无显著影响，进一步强调了ILC3s来源的CXCL10在肠道炎症中的特异性作用。
第四阶段结果证实，ILC3s通过CXCL10招募pDCs。Igf1R缺陷导致pDCs在炎症肠道中明显增加，而清除pDCs可显著减轻DSS诱导的结肠炎。趋化实验表明，ILC3s上清液对pDCs的趋化作用依赖于CXCL10。在人类IBD样本中，炎症肠道ILC3s的CXCL10表达升高，pDCs频率增加，且C3⁺成纤维细胞的减少与ILC3s中CXCL10升高之间存在负相关。
结论与意义：本研究揭示了肠道中一类具有抗炎功能的C3⁺IGF1⁺成纤维细胞，它们通过分泌IGF1作用于ILC3s上的IGF1R，抑制ILC3s在IFNγ刺激下过量产生CXCL10，从而限制pDCs的招募及其介导的炎症反应。在IBD患者中，这一保护性通路受到损害。本研究的意义在于，一方面明确了成纤维细胞除了炎症性成纤维细胞的促炎作用外，还存在具有抗炎功能的成纤维细胞亚群；另一方面，揭示了成纤维细胞通过ILC3s-pDCs轴调节肠道免疫的新机制，并为IGF1R阻断剂在临床上可能引起或加重IBD的现象提供了机制解释。该发现也为IBD的治疗策略提供了潜在新靶点，即通过调控成纤维细胞-ILC3s相互作用限制pDCs招募来干预肠道炎症。
研究亮点：本研究的亮点包括：首次鉴定了C3⁺IGF1⁺成纤维细胞作为肠道中主要抗炎成纤维细胞亚群；发现了成纤维细胞与ILC3s之间依赖IGF1-IGF1R的直接交叉对话；阐明了IGF1通过PI3K/AKT通路抑制IFNγ-STAT1-CXCL10轴的分子机制；利用CXCL10-EGFP转基因报告小鼠和多种条件性基因敲除小鼠模型系统验证了ILC3s来源的CXCL10在招募pDCs中的关键作用；并在慢性炎症模型和人类IBD样本中验证了该通路的保守性和临床相关性。