评论文章

前面。Immunol。，09 March 2023
第二节NK细胞和先天淋巴细胞生物学
卷14 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1146077

ILC同一性的转录控制

Anna A. Korchagina ，

谢尔盖·a·谢恩，

Ekaterina Koroleva 和

阿列克谢·v·图马诺夫 ^*

美国德克萨斯州圣安东尼奥市德克萨斯大学健康科学中心微生物学、免疫学和分子遗传学系

先天淋巴样细胞(ILCs)是一种异质先天免疫细胞，通过产生与适应性免疫细胞相似的效应细胞因子参与宿主防御、粘膜修复和免疫病理。ILC1、2和3亚群的发育分别由核心转录因子T-bet、GATA3和RORγt控制。ILC可以发生可塑性和转分化为其他ILC亚群，以应对入侵的病原体和局部组织环境的变化。越来越多的证据表明，ILC特性的可塑性和维持是由这些和其他转录因子(如STATs、Batf、Ikaros、Runx3、c-Maf、Bcl11b和Zbtb46)之间的平衡控制的，这些转录因子在谱系导向细胞因子的响应下被激活。然而，这些转录因子之间的相互作用如何导致ILC的可塑性和ILC同一性的维持仍然是假设的。在这篇综述中，我们讨论了在稳态和炎症条件下ILCs的转录调控的最新进展。

1介绍

先天淋巴样细胞(ILCs)在黏膜组织中富集，在那里它们控制组织内稳态并对入侵的病原体做出快速反应(1)。激活后，ILCs产生效应细胞因子，在感染早期协调宿主防御。ilc目前根据其发育和效应功能分为五个亚群:ILC1、ILC2、ILC3、淋巴组织诱导细胞(LTi)和自然杀伤细胞(NK) (2)。ILCs的分类是基于谱系决定转录因子(ldtf)的网络，它激活或抑制定义ILCs细胞特性的基因(3.- - - - - -10)。此外，ldtf调节亚群特异性基因，这些基因定义了ILCs的迁移和代谢细胞特征以及效应功能(5，11，12)。大量转录因子(tf)控制骨髓中常见淋巴样祖细胞ILCs的发展(6)。特定基因表达的激活或抑制取决于众多tf的协同作用，这些tf可以与基因启动子区域内的特定DNA序列结合(13)。指定的DNA基序对tf的可达性受染色质结构控制。最近研究表明，ILC亚群的发育和分化依赖于调控ILC中染色质可及性和基因表达的三维基因组组织(14)。ILC亚群的识别依赖于关键转录因子T-bet, GATA3和RORγt的激活或抑制(图1)。越来越多的证据表明，除了这些核心因素外，更多的tf定义了ILC的同一性和可塑性。因此，在这篇综述中，我们将讨论在稳态和炎症条件下ILC同一性和可塑性的转录调控方面的最新进展，并提供潜在机制的可视化展示。

图1

图1ILC亚群由核心转录因子定义。NK细胞表达天然细胞毒性受体(NCRs)，并需要eome和T-bet来发育。eome和T-bet通过诱导颗粒酶、穿孔素1和IFNγ维持NK细胞效应功能。ILC1的发育和维持依赖于T-bet，这是IFNγ产生所必需的。ilc2的开发和维护需要GATA3。Bcl11b通过控制ILC2谱系相关基因和抑制ILC3发育来促进ILC2的发育。r α、Bcl11b和GATA3控制ILC2中2型效应细胞因子IL-5、IL-13和IL-4的产生。ILC3s和LTi细胞表达RORγt，这是它们发育和维持所必需的。r γt与r α诱导3型效应细胞因子IL-17和IL-22。ilc3在NCR上有分歧⁺和NCR^-子集。NCR的发展⁺ILC3s依赖于GATA3和T-bet。GATA3与RORγt共同调节IL-22。LTi细胞表达CCR6。ILC子集之间的可塑性由黑色虚线箭头表示。

2 ILC发育的转录控制

NK细胞和ilc1是密切相关的ILC亚群，其特征是表达T-bet(由T-bet编码)Tbx21基因)和活化后IFNγ/TNF的产生(15- - - - - -17)。NK细胞和ilc1有助于早期宿主防御细胞内病原体和病毒(15)。例如，在刚地弓形虫感染时，NK细胞和ILC1s通过产生IFNγ来促进保护，而ILC1s也表达高水平的TNF (15)。有趣的是，在克罗恩病患者的肠道组织中，IFNγ和产生tnf的ilc1增加(18，19)，其中TNF与IFNγ一起可增加肠上皮屏障的通透性，导致炎症加重(20.- - - - - -22)。NK细胞是迁移性细胞毒性细胞，而ilc1主要被认为是组织常驻细胞(15，23，24)。IL-15是NK细胞和ilc1发育和维持所必需的(15，25)。NK细胞可以存在于不同成熟状态的组织中，具有不同的细胞毒能力和产生细胞因子的能力。成熟状态是根据它们表达的一组标记来定义的，例如获得整合素αM (CD11b)和下调CD27标记(26，27)。未成熟NK细胞(CD27⁺CD11b^-)发育为终分化NK细胞(CD27^-CD11b⁺KLRG1⁺)具有较高的细胞毒能力，并能产生IFNγ (28- - - - - -30.)。转录因子Eomes和T-bet对NK细胞的正常发育和成熟至关重要(15，31，32)。Eomes在NK细胞发育的所有阶段都有表达，而T-bet的表达仅在成熟NK细胞中增加(33- - - - - -35)。Eomes和T-bet的比值对于NK细胞的正常分化、成熟和功能至关重要(31)。因此，Eomes和T-bet的缺失会导致NK细胞的完全丧失，而单一TF缺失会导致不成熟的NK细胞表型，这表明这两种TF都是NK细胞发育所必需的(34，35)。此外，成熟NK细胞中Eomes的诱导缺失导致了它们的丢失，而ILC1s被保留，这表明Eomes不仅对NK细胞的发育是必要的，而且对NK细胞的维持也是必要的(36)。最近的一项研究表明，在早期NK细胞分化过程中，Eomes诱导NK细胞存活相关基因的表达，如IL-2Rβ和IL-15Rβ (31)。相反，T-bet控制NK细胞分化的最终阶段(31)。Eomes/T-bet响应基因的分析表明，Eomes诱导NK细胞特异性基因的表达，而T-bet调节更广泛的基因阵列的表达(31)。例如，Eomes诱导NK细胞细胞毒性相关基因的表达(FasL, GzmK, Klra8, Prf1)而T-bet诱导调控IL-12反应性的基因表达(Il18r1, Il12rβ2,干扰素γ）（31，36)。T-bet和Eomes都是NK细胞成熟的正调节因子，而Bach2 TF是NK细胞最终分化的负调节因子(29，30.)。与终分化NK细胞相比，未成熟NK细胞中Bach2的表达降低(29，30.)。此外，Bach2的缺乏导致NK细胞效应基因如颗粒酶B和KLRG1的上调，这表明Bach2可以通过抑制效应基因来控制NK细胞的成熟(30.)。

与NK细胞相比，ILC1的分化依赖于T-bet，而Eomes对于ILC1的发育是可有可无的(15，33，37)。尽管ILC1不表达Eomes，但最近的一项研究描述了肝脏和唾液腺中具有细胞毒活性的ILC1群体，其Eomes表达水平较低(38)。这些细胞产生颗粒酶C，与NK细胞不同(38)。有趣的是，肝脏和脾脏中的大多数ilc1表达或有颗粒酶C表达史(38)。ILC1s产生颗粒酶C依赖于T-bet，而不是Eomes (38)。

ILC2s通过产生两种类型的细胞因子IL-4、IL-13、IL-5和IL-9参与对抗蠕虫的免疫反应(39- - - - - -42)。此外，ilc2与呼吸道和皮肤疾病的发病机制有关(43- - - - - -45)。ILC2s通过产生双调节蛋白(AREG)促进受损粘膜组织的恢复(46- - - - - -48)。尽管所有ilc表达低水平的GATA3, ilc2显示最高水平的GATA3表达(10，11，15，49)，以供它们的发展及维修(50- - - - - -53)。与Th2细胞发育相似，GATA3可以通过抑制这些细胞中RORγt的表达来促进ILC2谱系命运的决定(10，54)。此外，ILC2的分化依赖于Notch信号和IL-7的可用性(55)。ILC2前体已在骨髓和胸腺中发现(56，57)。Notch信号通路的激活诱导胸腺祖细胞向ilc2分化(58)。

另一个参与ILC2发育的因子是RORα (55，56)。研究表明，在胸腺中，RORα通过抑制T细胞的投入对ILC2的发育至关重要(56)。因此，过表达RORα诱导ILC2发育，而缺乏RORα则促进前体细胞向T细胞谱系的分化(56)。此外，还表明Rora基因与的启动子结合使用Il13和Il5表明RORα可促进ILC2s的效应子功能(56)。此外，使用五色多色ILC报告小鼠在所有ILC亚群中都显示出高表达，这表明RORα在其他ILC亚群的调节中发挥了作用(59)。

Bcl11b是另一个通过稳定ILC2谱系相关基因的表达并限制其分化为ilc3来促进ILC2发育的转录因子(60，61)。研究表明，Bcl11b结合到不同的位点Il4，使用Il13和Il5ilc2基因(62)。此外，Bcl11b缺失的ilc2显示IL-4、IL-13和IL-5的表达降低(62)。此外，杂合种系Bcl11b突变患者外周血中的ILC2减少，支持Bcl11b在ILC2发育中的重要作用(63)。有趣的是，尽管Bcl11b在发育过程中在T细胞和ilc2中都有表达，但它在这些细胞中调控不同的一组基因(62)。但是Bcl11b如何与GATA3合作调控ILC2特异性基因还有待进一步研究。

ILC3的发育依赖于r γt(由r γt编码)Rorc基因)(64)。ILC3s通过产生IL-22和IL-17来促进宿主对细胞外病原体、真菌的防御和上皮细胞稳态的维持(65)。此外，ILC3s可以通过产生肝素结合egf样生长因子来保护肠上皮细胞免受tnf诱导的凋亡(66)。ILC3s可以细分为两个不同的CCR6亚群⁺和CCR6^-细胞(67)。CCR6⁺ilc包括LTi(胎儿淋巴组织诱导细胞)细胞和LTi样细胞(67)。尽管ILC3s和LTi细胞的发育依赖于RORγt的表达，但LTi细胞被认为是一个独立的谱系(64，68)。ILC3s起源于表达TF PLZF的祖细胞，而LTi细胞起源于没有PLZF表达史的祖细胞(9，68)。LTi细胞在胚胎发育期间通过产生淋巴素(LT)和TNF控制淋巴器官的发生，而表型接近的LTi样细胞在成年期出现(64，69- - - - - -72)。CCR6^-ilc3是由另一种前体衍生而来，它们的发育不仅依赖于RORγt，还依赖于TF Ahr (67，68)。一些CCR6^-ILC3s表达NKp46(天然细胞毒性受体，NCRs的成员)，并依赖于T-bet，这是它们发育所必需的(67，73，74)。GATA3是CCR6的开发所必需的^-ILC3s而不是LTi细胞(10)。有人提出，在ILC个体发生过程中，GATA3的表达决定了LTis和其他ILC子集的分化(10)。除了控制ILC3外，GATA3还维持成熟的ILC3内稳态(10)。GATA3控制ILC3s中IL-7Rα的表达，促进细胞生存和增殖，与它在ilc2和Th2细胞中的作用类似(10，52，75)。

3 ILC可塑性的转录控制

过去十年的广泛研究表明，所有ILC亚群的可塑性在很大程度上由组织源性因素控制。因此，炎症、感染或变化的环境条件导致许多细胞内信号通路的激活，诱导细胞因子的产生，进而诱导ILC表型及其功能的变化(18，76)。因此，ILC可塑性使组织常驻细胞能够快速适应病原体入侵或炎症条件下的变化，这可能需要不同类型的免疫反应在不同的疾病阶段。越来越明显的是，ILC的可塑性不仅是保护性免疫反应的重要驱动因素，而且还可能导致慢性和炎症性疾病的恶化(19，43，45，77)。越来越多的证据表明，ILC的可塑性可以逆转，这表明在生理条件下和病原体入侵期间，存在维持ILC平衡的机制，以防止过度炎症(76，78)。然而，ILC可塑性的转录驱动因素仍然知之甚少。

在病原体入侵或持续炎症期间，免疫细胞和非免疫细胞产生的细胞因子通过调节决定谱系的转录因子的表达来驱动ILC的可塑性，而这些转录因子反过来又诱导ILC产生效应细胞因子(18，19，76，79)。ILCs在响应不同细胞因子时的可塑性能力取决于适当细胞因子受体的表面表达(80)。活化的上皮细胞或髓细胞产生1型细胞因子，如IL-18、IL-15和IL-12，它们刺激ilc1产生IFNγ，而IL-23、IL-1β和IL-2触发ilc3分泌IL-22和IL-17 (18，79，81)。不同的细胞因子组合诱导ilc的表型变化，导致它们的功能可塑性。

NK→ilc1样细胞的可塑性在肿瘤模型中表现出来刚地弓形虫感染(82- - - - - -84）（图2一个)。在皮下纤维肉瘤模型中，TGF-β信号通路促进NK→ilc1样细胞可塑性(83)。有趣的是，与ilc1相比，肿瘤中的NK细胞产生高水平的IFNγ，但TNF水平较低，这与NK细胞的抗肿瘤活性相关(83)。这些结果与其他研究一致，这些研究证明了产生ifn γ的肿瘤内NK细胞的保护作用，而TNF促进了肿瘤的生长和转移(84- - - - - -89)。ilc1样细胞转化回NK细胞的能力仍有待实验证明。

图2

图2ilc1和NK细胞的转录调控。(一)NK↔ILC1可塑性。肿瘤和粘膜病原体(如弓形虫)可诱导dc和巨噬细胞产生IL-12和TGF-β，从而驱动NK↔ILC1的可塑性。NK↔ILC1转换由t合的上调和eome的下调来控制。ilc1样细胞转化回NK细胞的能力尚不清楚。(B)ILC1标识的维护。T-bet是ilc1产生IFNγ所必需的。IL-12R信号通路激活STAT4，诱导T-bet转录。激活的STAT4还结合Runx3和IFNγ启动子诱导表达。Runx3还能促进IL12Rb1的表达，从而放大IL-12R信号通路。T-bet与Runx3联合驱动IFNγ转录。IL-12R/STAT4信号通路维持ILC1表型通过诱导T-bet和Runx3产生IFNγ。

小鼠模型的研究表明，ILC3s向产生ifn γ的ILC1s的转化受下调RORγt和上调T-bet的控制，并由IL-12、IL-15和IL-18诱导(18，19，73，81）（图3一)。同样，人类ILC3→ILC1的可塑性由IL-1β和IL-12控制，而IL-23和IL-1β的组合可以逆转ILC1→ILC3的转化，维甲酸进一步放大这种反向可塑性(18，90)。以前曾提出ILC3↔ILC1的可塑性只能发生在成人肠中(18，67，73）;然而，最近的一项研究表明，在胚胎发育期间，ilc1和ilc3分别具有RORγt或T-bet表达史(91)。这种可塑性可能是由肠道组织发育过程中组织微环境的变化所驱动的。

图3

图3ilc3的转录调控。(一)ILC1↔ILC3可塑性。肠道病原体，如沙门氏菌和弯曲杆菌可诱导ILC3→ILC1的可塑性。ILC3→ILC1转化由dc和巨噬细胞产生的IL-12和IL-1β驱动，导致RORγt下调和T-bet表达上调。IL-23、IL-1β和视黄酸(RA)可诱导ILC1→ILC3的反向转化。Aiolos、c-Maf和Batf调节ILC3↔ILC1可塑性:Aiolos维持ILC1表型，而c-Maf和Batf促进ILC3表型。(B)ILC3同一性的维护。RORγt对NCR至关重要⁺ilc3生成IL-22和IL-17。IL-23结合IL-23R激活STAT3，诱导RORγt。IL-6-IL6R信号通路可诱导STAT3激活。活化的STAT3诱导c-Maf和/或Batf的转录，它们都可以与T-bet位点结合，阻止T-bet的转录和ILC1表型的获得。Batf和c-Maf单独或协同诱导T细胞中RORγt的表达，但它们在ILC3s中驱动RORγt表达的能力尚未显示。GATA3通过直接结合RORγt基因位点限制r γt的表达。GATA3和RORα可与RORγt协同诱导产生IL-22。

NCR的转换⁺, NCR^-ILC3s在肠道(67，73，92，93)。NCR的分化^-, NCR⁺ILC3由Notch信号驱动，依赖于T-bet (67，92，94)。Notch信号结合微生物信号和IL-23指导T-bet的上调，从而调节NCR的发展⁺ILC3s (67，95)。有趣的是，一些NCR^-ILC3s瞬时表达NCR (92，93)，表明ILC3子集的可塑性。与Notch信号通路相反，TGF-β可防止NCR的产生⁺来自他们NCR的ilc3^-ILC3s前体(92，93)。

T-bet, GATA3和RORγt之间的微妙平衡决定了ILC亚群的命运。tf与其靶基因相互作用的计算分析表明，ldtf可以相互拮抗，从而调节ILC的命运(7)。因此，T-bet抑制ilc2和ilc3中的ldtf (7)。反过来，RORγt拮抗NK和ILC1转录因子T-bet和Bach2 (7)。T-bet、GATA3和RORγt之间的平衡也决定了NCR的发展命运^-ILC3s, NCR⁺ILC3s或前ILC3s (T-bet⁺先前有RORγt表达史的ilc1) (10，67)。因为GATA3通过直接结合限制RORγt表达Rorc但不是Tbx21NCR基因⁺ILC3s (10)，可能GATA3和RORγt表达的比值调节NCR⁺ILC3→ILC1可塑性。rorr γt表达减少可使1型免疫相关基因表达(4，67)。反过来，T-bet的表达也是ILC3→ILC1可塑性所必需的，因为同时缺失T-bet和RORγt的ILC3无法获得ILC1样表型(4)。有趣的是，完整的ILC3→ILC1转变需要下调RORγt和RORα (4)。这些研究表明，ILC3s和ILC1s之间的平衡通过效应基因的直接控制或其他促进或抑制ILC可塑性的因素的间接调控，受到tf网络的紧密调控。

不同的细胞因子调节ILC2的可塑性(43，45)。因此，IL-12和IL-1β刺激ilc2导致IFNγ的产生，同时伴随着GATA3的下调和T-bet的上调(43，96)。这种转化可以被IL-4逆转(图4一)。IL-1β、IL-23和TGF-β通过增加RORγt的表达促进ilc2产生IL-17 (45）（图4 b)。

图4

图4ilc2的转录调控。(一)ILC1↔ILC2可塑性。粘膜病原体，如结核分枝杆菌可诱导IL-12、IL-1β的产生，进而促进ILC2→ILC1的可塑性。ILC2→ILC1转换受GATA3下调和T-bet上调的控制。Batf支持ILC2维护。ILC2→ILC1的转化可被IL-4逆转。(B)ILC2↔ILC3可塑性。蠕虫，如n取代巴西橡胶树诱导IL-1、IL-23、TGF-β促进ILC2→ILC3转化。RORγt的上调导致ilc3样表型的获得。维生素D3可能通过降低ilc3上IL-23R的表达和限制RORγt的获取来阻止ILC2转化为产生IL-17的ilc3样细胞。ILC2→ILC3转化可被IL-4逆转，诱导GATA3表达。(C)ILC2标识的维护。GATA3对2型细胞因子IL-5、IL-4、IL-13的产生至关重要。IL-4与IL-4R结合导致STAT6激活，从而诱导GATA3转录。GATA3诱导IL-5、IL-13、IL-4、IL-9的产生。GATA3可增加IL-33R的表达，导致Batf上调。Batf可能通过促进GATA3表达进一步支持ILC2表型的维持。IL-2和IL-7激活STAT5可上调GATA3的表达。除了GATA3外，RORα也支持ilc2产生IL-13和IL-5。Bcl11b可能通过抑制Ahr和促进Gfi1、RORα和GATA3的表达来支持ILC2表型。

综上所述，最近的研究确定了与核心ldtf合作控制ILC效应函数及其同一性的tf网络。因此，在本综述的下一节中，我们将重点介绍在理解维持ILC亚群转录特性的潜在机制方面的最新进展。

4 ILC1身份的转录调控

ILC上的细胞表面细胞因子受体激活广泛表达的转录因子，如控制ILC效应程序的STATs (97)。例如，STAT4的激活通过IL-12R信号通路促进NK细胞和ilc1产生IFNγ，而(98)促进NK细胞和ilc1产生IFNγ (99- - - - - -101)，而STAT3激活通过IL-23R控制ilc3产生IL-22和IL-17 (102）（图2 b)。最近的研究强调了STAT信号通路对ILC1→ILC3可塑性的潜在贡献，该研究表明STAT4表达与小肠ILC1中的T-bet表达相关(103）（图2 b)。此外，不同的ILC亚群具有不同的STAT4基础水平，在ilc1和NK细胞中表达最高，而在CD4细胞中表达最高⁺ILC3s显示低水平的STAT4表达(103)。有趣的是，ilc1和NCR⁺ILC3s与STAT4表达水平相似(103)。此外，IL-23和IL-12可以在ilc1和NCR中差异激活STAT3和STAT4⁺ILC3s。因此，IL-23信号通路同时激活NCR中的STAT4和STAT3⁺在ILC3s中，IL-12诱导STAT4和STAT3的激活(103)。相比之下，另一项研究表明IL-12在两种NCR中都能激活STAT4⁺ILC3s和ILC1s，从结肠分离(104)。这些差异可能是由于小肠和结肠的ilc对IL-12的反应不同。由于IL-12和IL-23受体共享p40亚基(105)，有可能假设这两种细胞因子都可以激活STAT4信号，驱动ilc1和NCR产生IFNγ⁺ILC3s。与此同时，激活的STAT4结合到ifng启动子并激活其转录(106，107)。重要的是，IL-23刺激诱导染色质可达性ifngNCR基因⁺ILC3s (103)表示NCR的能力⁺ILC3s对IL-23产生IFNγ的反应部分取决于STAT4的激活。T-bet可与Runx3合作促进T细胞中IFNγ的产生(108)。此外，另一项研究表明，Runx3可以诱导ilc1和ilc3中IFNγ的产生通过Runx3与T-bet转录复合物的形成(109)（图2 b)。因此，T-bet与Runx3和STAT4的合作可能通过增加ILC1→ILC3的重塑和可及性来促进其可塑性ifng使细胞对IL-12更敏感。（图2 b)。需要进一步的研究来确定IL-12依赖的STAT4激活是否导致ILC1的可塑性。

5 ILC3同源性的转录调控

RORγt对ILC3表型的维持至关重要(图3A、B）（64，110，111)。IL-23/ il -6介导的STAT3激活诱导IL-17和RORγt的表达(112- - - - - -114)。STAT3还可以直接结合IL-22位点诱导其转录，以应对粘膜病原体枸橼酸杆菌属rodentium（c . rodentium）（102)。此外，RORγt和STAT3可以进一步与Ahr合作，扩增IL-22的产生(102，115)。

转录因子c-Maf是一种已知的调节因子Rorc在T细胞中(114)。最近，ILCs的转录组分析显示，在NCR中，c-Maf和RORγt同时表达⁺ILC3 (11，116，117)而CCR6⁺ILC3s的c-Maf表达最低(7，116)。有趣的是，c-Maf表达与T-bet相关，提示c-Maf在NCR调控中的潜在作用⁺ilc (116)。重要的是，c-Maf的缺失导致NCR数量增加⁺ILC3s与IFNγ增加，但IL-22在肠道中的产生减少(7，116)表明c-Maf调节T-bet表达以维持ILC3表型(图3 b)。事实上，ATAC-seq分析显示c-Maf通过直接结合防止NCR+ ILC3s获得ilc1 -表型Tbx21启动子减弱T-bet的表达(116，117)。与r - γ T在T细胞中的诱导作用一致，c-Maf可以直接激活NCR中RORγt的转录⁺ILC3s (114，116，117）（图3 b)。最近研究表明，IL-1β和IL-18通过NF-κB信号通路诱导c-Maf的表达(116，117)，因为NF-κB的药理学抑制可以消除NCR中细胞因子诱导的c-Maf表达⁺ILC3s (117)。然而，NF-κB信号通路如何调控c-Maf的表达仍有待进一步研究。Notch信号也可以调节c-Maf的表达，在Notch配体存在时，ILC3s中的c-Maf表达较高(116，117)。

ILC3产生IL-22受RORγt与其他tf协同调节(4，111，115)。最近的一项研究表明，干扰素调节因子1 (IRF-1)控制IL-23诱导的ILC3s产生IL-22c . rodentium感染(118)。另一个在炎症期间调节ILC3s功能的TF的例子是ZBTB46 (119）（图3 b)。虽然ZBTB46之前被描述为经典树突细胞发育的关键因子(120，121)，最近的一项研究表明，ZBTB46也由CCR6表达⁺ILC3s (119)。表达zbtb46的ILC3s是大肠中IL-22的主要来源，是预防大肠杆菌所必需的c . rodentium（119)。促进ZBTB46在ILC3s中的失活c . rodentium-诱导肠道炎症和细菌负荷，但不影响IL-22的表达(119)。相反,CCR6⁺这些小鼠中的ILC3s表现出促炎表型，OX40L表达增加(Tnfsf4)及PTGS2 (119)。有趣的是,Zbtb46该基因座存在r γt结合位点，提示r γt调控ZBTB46在CCR6中的表达⁺ILC3s (119)。此外，微生物群控制了ILC3s中ZBTB46的表达，无菌小鼠表现出较高的ZBTB46表达，而在常规微生物群定殖后，ZBTB46表达下调(119)。因此，这些数据表明，RORγt调节ZBTB46的表达，这是抑制ilc3促炎功能所必需的。然而，在其他肠道炎症模型中，ZBTB46与RORγt之间的联系仍有待确定。由于ZBTB46在IBD患者炎症组织中过表达(119)， ZBTB46靶向策略可能具有抑制肠道炎症的治疗潜力。

rar α在ILC3鉴定中的作用

尽管早期研究显示RORα在ILC2发育中的关键作用(55，122)，最近的研究表明，RORα与RORγt合作维持ILC3表型和效应功能(4，49，123）（图3 b)。因此，研究表明，在缺乏RORγt表达的情况下，ILC3仍然能够在小肠中产生IL-17和IL-22，这表明其他tf可以与RORγt合作调节ILC3效应子功能(4，124)。在不同的ILC3亚群中，RORγt和RORα对IL-17和IL-22的产生有不同的调节作用(4)。使用可诱导的Id2-Cre在小鼠中删除RORα和RORγt导致大多数ILC3标记物的丢失，但保留了lti样细胞和CCR6产生IL-22^-NCR^-ilc3，但不是通过NCR⁺ILC3s (4)。相反，在没有一种或两种tf的情况下，所有ILC3亚群中IL-17的产生都减少了(4)。此外，RORγt与RORα合作预防NCR⁺ILC3s无法获得ilc1样表型，因为这两种tf的缺失会导致NCR的转变⁺ilc3到ilc1的T-bet依赖方式。然而，同时删除T-bet和RORγt可防止NCR⁺ILC3→ILC1跃迁(4)。r α可以通过维持IL-23R的表达来维持ILC3s产生IL-22, IL-23R与IL-1R一起促进ILC3s产生IL-22 (73，110，125)。与此一致的是，同时缺失RORα， RORγt和T-bet导致所有ILC亚群中IL-22生产的完全丧失(4)。这些数据表明，RORα和RORγt共同维持了NCR中的ILC3效应子程序⁺ilc3，而T-bet支持1型效应器程序。因此，这些tf在ILC发育中的作用与它们在维持ILC效应器功能中的作用是不同的。

7 Batf在ILC3身份中的作用

Batf是另一个控制效应T细胞和ilc发育的TF (5，126)。蝙蝠结合基序可以在T细胞发育的关键基因调控区域中发现，如T-bet和Eomes (127)。在Th17细胞发育过程中，Batf与IRF4合作促进染色质可及性和RORγt的募集(128)。尽管所有成熟的ilc都表达Batf (126)，不同ILC亚群的染色质景观分析显示，Batf motif仅在ILC2和ILC3亚群中富集(5)，表明Batf可能在调节ILC3和ILC2功能中发挥作用。转录因子Batf被证明促进ILC3表型，因为Batf缺乏导致小肠和大肠中产生ifn γ的ILC3数量增加(129)。与c-Maf相似，Batf通过与Tbx21并阻止Runx3和T-bet复合物的形成，从而阻止ILC1表型的获得(116，129)。此外，Batf抑制IL-1R、IL-12Rβ和IL-18RAP基因的染色质可及性，导致对ILC1表型驱动细胞因子(129)。相对于(129)，另一项研究表明Batf消融导致结肠中ILC1和ILC2亚群减少，而T-bet数量不变⁺naïve小鼠的ILC3s (126)。此外，ILC1s后IFNγ的产生c . rodentium与对照组相比，batf缺陷小鼠的小肠感染减少，但结肠感染没有减少(126)。此外，Batf缺陷导致IL-22产生减少，同时r γt数量减少⁺ILC3s (126)。这些结果表明，Batf在肠道稳态条件下和感染性疾病中调节ILC的功能。Batf在ILC3稳态调控中的作用似乎比c-Maf的作用更广泛，Batf不仅限制ILC3→ILC1的可塑性，而且还抑制CD4⁺通过诱导小肠ILC3s上MHCII的表达激活T细胞(129)。在这些研究中，Batf消融的不同结果可能是由于小肠和大肠生理不同部位的不同调节机制。例如，与结肠相比，小肠中的微生物群组成的多样性和丰富性较低，这可能会潜在地改变batf依赖的ilc调节(130)。此外，Batf通过改变有益和潜在致病性微生物群的比例来调节小肠中的微生物群，这可能反过来改变ILCs的组成(129)。Batf通过与Th17细胞的启动子结合，调控Th17细胞的分化，促进IL-17的表达Il17基因(131，132)。已知IL-6/STAT3信号通路可诱导促滤泡辅助T细胞中batf依赖的c-Maf表达(133，134)，很容易推测Batf可以与c-Maf在NCR方面合作⁺ILC3s通过维持RORγt的持续表达来促进ILC3表型(图3 b)。Batf和c-Maf调节肠道中ilc3和ilc1平衡的机制有待进一步研究。

Ikaros TF成员在ILC3身份识别中的作用

一些研究确定了Ikaros转录因子家族在ILC维持中的潜在作用(90，135)。Ikaros家族成员在ilc中的表达分析显示，ILC3s中Helios表达水平最高(90，135)，而Ikaros在所有ILC群体中均有表达(135)，肠道ILC3s的表达量最低(136)。Ikaros通过与Ahr相互作用并抑制其翻译活性来抑制肠道中成熟ILC3s的效应功能(136)。Ikaros家族的另一个成员Aiolos在小鼠的所有ilc中表达，除了lti样细胞(4)。Aiolos调节向1型程序的分化，因为在ILC1s和NK细胞中检测到高水平的Aiolos，而在ILC3s和ilc2中未检测到(135)。此外，在来那度胺(一种选择性降解Ikaros和Aiolos的免疫调节药物)的存在下(137，138)， IL-12介导的ILC3→ILC1可塑性降低，IL-22表达增加(90)。因此，这些结果提示Aiolos在促进ILC3→ILC1可塑性方面的潜在作用(90)。与此一致，微阵列分析显示，来那度胺处理上调了IL-12和IL-1β处理的扁桃体ILC3s中的ilc3相关基因(90)，表明Aiolos和Ikaros可能调节ILC1s和ILC3s之间的平衡通过抑制ilc3相关基因，促进ilc1特异性基因。

ILC2身份的转录调控

最近来自小鼠和人类研究的证据表明，ILC2s也可以选择其他命运，并转化为产生IFNγ的ILC1s (43，139- - - - - -141）（图4一)。具体来说，刺激分离的ilc2在体外IL-1β+IL-12或IL-33+TSLP+ IL-12导致IFNγ的产生(43而IL-1β或IL-33单独诱导IL-5、IL-4、GM-CSF，而不诱导IFNγ (43，141)。然而，IL-1β存在下ILC2的激活诱导低水平的T-bet和IL-12R促进ILC2→ILC1的可塑性，以响应IL-12介导的STAT4激活(141)。此外，IL-12刺激导致GATA3减少，随后诱导ilc2中T-bet的表达(43，141)。这些结果表明ILC2s可以转分化为ILC1s，以响应1型炎症细胞因子。ILC2→ILC1的可塑性可被IL-4 (43，45，142)，提示IL-12和IL-4的比值调节ilc的功能同一性。有趣的是，IL-4刺激抑制了ILC2→ILC3的转变，同时抑制了STAT3的激活，这表明STAT3在促进ILC2可塑性方面的潜在作用(142)。另一项研究一致表明，在IL-1β、IL-23和TGF-β存在的情况下，ILC2s可以转化为表达ror γt，产生IL-17的ILC3s (45)。除IL-4外，维生素D3可阻止ILC2→ILC3的可塑性(142)。由于维生素D3下调了IL-23R在ilc3上的表达，从而导致il -23依赖的IL-22和IL-17的产生(143)，可能是维生素D3限制了RORγt的获取。

GATA3通过诱导2型效应细胞因子:IL-5、IL-4、IL-13以及IL-33受体(也称为ST2)和抑制替代细胞系基因(53，144，145)。假设GATA3直接绑定到Il4 /使用Il13利用类似于Th2细胞的机制，IL-4可能通过stat6诱导的GATA3表达逆转ILC2的可塑性(54，146，147)。此外，IL-2、IL-7和TSLP可通过STAT5激活协同诱导GATA3 (145，148，149）（图4 b)。研究表明STAT5与GATA3启动子结合并直接上调其表达(145)。值得注意的是，GATA3可以通过与T细胞中的GATA3基因位点结合来调节自身的转录(54，150)。据此，GATA3调控ilc2的类似机制被提出(151)。

目前对小鼠模型的研究表明，在肺中存在ILC2亚群，它们对IL-25和IL-33有不同的反应(40，152，153)。天然ilc2 (nILC2)对IL-33有反应，可在稳态条件下的肺中发现，而炎症性ilc2 (iILC2)对IL-25有反应，并在IL-25治疗后或蠕虫感染期间出现(40，152，153)。iILC2s在早期从小肠迁移到肺Nippostrongylus取代巴西橡胶树（注)感染，通过产生IL-13 (152)。在蠕虫感染的后期，iILC2s可以对IL-33产生反应，并产生nILC2s (40)。此外，iilc2与GATA3一起表达RORγt，并与2型细胞因子一起在蠕虫和蠕虫期间产生IL-17白色念珠菌感染(40，152，153)。iILC2表型受Notch信号通路调控(153)。切口通过转录因子复合物的形成直接促进RORγt在iilc2中的表达，而不影响GATA3的表达(153)。有趣的是，在IL-33存在的情况下，Notch信号通路抑制了nilc2的增殖和激活，从而在炎症期间促进了肺中的iilc2 (153)。与iilc2相反，nilc2是组织驻留细胞，激活后产生更多IL-9 (152)。IL-33和TSLP激活ilc2产生IL-9，进而在蠕虫感染过程中诱导IL-5和IL-13 (41，42，154)。由于ilc2表达IL-9R, ilc2衍生的IL-5/IL-13可由IL-9以自分泌方式调节(41，154)。与T细胞类似，ILC2s中IL-9的产生依赖于转录因子IRF4 (42，155)。因此，ilc2中irf4依赖的IL-9的产生促进了针对蠕虫病原体的免疫反应的快速启动。

Batf在ILC2表型维持中的作用也已被描述(126，156)。Batf的消融导致ILC2在肺中产生IL-5和IL-13的缺陷，这表明Batf的表达是ILC2正常激活所必需的(126，156)。此外,在注Batf在iilc2中调控IL-4和IL-13的表达，但在nilc2中不调控(157)。病毒感染后，batf缺陷的ilc2上调与ILC3表型相关的基因，如Il23r，Il17a，Il6ra和Il1b（156)。由于Batf缺陷降低了ilc2中GATA3和RORα的表达(156)， Batf是直接控制ILC2谱系定义tf的表达，还是通过与其他因子形成转录复合物，仍有待确定。

与Batf类似，Bcl11b和Gfi-1是通过促进2型效应子程序和抑制ILC3相关基因来维持ILC2身份的转录因子(158）（图4 c)。Bcl11b或Gfi-1的消融导致GATA3减少和RORγt表达增加(158，159)。此外，Bcl11b缺陷导致控制ILC2s效应功能的基因下调，如RORα,Gfi-1和ST2，以及相应的上调Ahr和Il23r（158)。Ahr已被证明通过下调Gfi-1-ST2通路来抑制肠道中ILC2效应因子的功能(160)。鉴于Ahr对ILC3的维持和功能很重要(67，102，115)， Bcl11b可直接结合Ahr启动子抑制ILC3s (158，161，162)。此外，Bcl11b通过诱导Gfi-1表达来促进ILC2的特性，Gfi-1稳定了GATA3的表达(158，159)。同时，Bcl11b通过抑制Ahr的表达来抑制ilc2中的ILC3效应程序(158)。

IL-33通路作为ILC2身份的额外调节器(图4 c)。IL-33信号通路是ilc2和Th2s的重要激活因子(48，163)。研究表明，Bcl11b、Gfi-1和Batf直接与蛋白的启动子结合Ilrl1基因支持IL-33R的表达(156，158，159)。这些数据表明Bcl11b、Gfi-1和Batf对IL-33R表达的正向调控可以促进ILC2表型稳定性。这些转录网络是否在炎症过程中控制ILC2→ILC3的可塑性仍有待确定。由于肠中ILC2表型的调节不同于肺(57)，需要进一步的研究来阐明在生理和病理条件下不同组织的ILCs中TF调控的分子机制。最近开发的ilc2特异性NMUR1启动子驱动Cre重组酶表达的小鼠模型允许选择性靶向ilc2 (164，165)。这些小鼠将有助于研究不同tf在ILC2维持和可塑性中的具体作用。

10结论与展望

近年来，在ILC发育和可塑性表征方面取得了很大进展。ilc的一个重要特征是能够快速响应由组织损伤、病原体入侵或细胞应激引起的环境变化。ILC的快速反应是由细胞因子的快速产生介导的，以促进对有害刺激的保护。新兴的研究报告，大多数ILC亚型具有可塑性，可以获得另一个ILC亚型的表型以响应环境变化。ILC可塑性可能是对致病刺激快速反应的机制之一。ILC的转录组分析显示，在每个主要ILC亚群中都存在中间转录谱。

ILC同一性受转录因子控制。转录组研究揭示了T细胞和ilc中调控效应程序的机制的相似性。与T细胞一样，ILCs的发育和功能依赖于相同的谱系决定转录因子T-bet, Eomes, GATA3, RORα， RORγt。越来越清楚的是，与T细胞相比，调节ILC身份的复杂转录网络利用了类似的基因调节机制。文献中已经证实，控制ILC效应子功能需要核心转录因子，但最近的研究也强调，不同转录因子之间的比例决定了ILC的身份和表型的维持。此外，tf的作用也取决于ilc的发育阶段。一些转录因子是决定ILC命运的关键，而其他转录因子则决定成熟ILC的表型。新兴数据表明，组织微环境也可以影响定义ILC表型的基因的表达。表观遗传学研究揭示了ILCs和T细胞在发育过程中的规则差异。然而，需要做更多的工作来充分了解不同的转录因子和表观基因组元件如何控制基因表达和谱系特异性，以应对不同的致病刺激。 Mechanisms of epigenetic control of ILC plasticity are still poorly characterized. Revealing how chromatin landscape is changed in ILCs in response to different stimuli may uncover previously unrecognized mechanisms of transcriptional control of ILC functions as well as their phenotype.

尽管ILC存在于人体组织中，并有助于保护宿主，但目前仍不清楚ILC身份在人类中的调控机制。ILC组成的变化已在人类疾病中得到描述。然而，ILC组成的改变是由于ILC的可塑性，还是由炎症过程中成熟或不成熟的前体介导，仍有待确定。ILC可塑性在个体发生过程中的调控机制和功能作用仍有待进一步研究。最后，了解ILCs中转录因子网络的调控可以发现治疗自身免疫性疾病和慢性感染的新靶点。

作者的贡献

研究概念与设计:AK, AT。撰写和编辑稿件:AK, SS, EK, AT。所有作者都对这篇文章做出了贡献，并批准了提交的版本。

资金

A.V.T.实验室的研究得到了美国国立卫生研究院(NIH) AI135574、AI161400、AI173816、NS112263、DE029187和德克萨斯州癌症预防与研究所(CPRIT) RP210105、RP220470的资助。

致谢

所有的数字都是用BioRender.com。

利益冲突

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文中所表达的所有主张仅代表作者，并不代表他们的附属组织，也不代表出版商、编辑和审稿人。任何可能在本文中评估的产品，或可能由其制造商提出的声明，都不得到出版商的保证或认可。

缩写

Ahr，芳香烃受体;Bach2、BTB域和CNC同源物2;碱性亮氨酸拉链激活转录因子样转录因子Batf;Bcl11b, b细胞白血病/淋巴瘤11B;加工,Eomesodermin;GATA3, GATA结合蛋白3;Gfi-1，生长因子独立性1;IFNγ，干扰素γ;IL-18RAP，白细胞介素18受体副蛋白;ILCs，先天淋巴细胞;IRF, IFNγ调节因子; LDTF, Lineage determining transcription factor; LTi, Lymphoid Tissue Inducer; NCR, Natural Cytotoxicity Receptor; NF-κB, Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells; NK, Natural Killer, NMUR1, Neuromedin U receptor 1; PLZF, Zinc Finger and BTB Domain Containing 16; RORα, RAR-related orphan receptor alpha; RORγt, Retinoid Orphan Receptor gamma t; PRGS2, Prostaglandin-endoperoxidase synthase 2; Runx3, RUNX family transcription factor 3; STAT, Signal Transducer and Activator of Transcription; T-bet, T-box protein in T cells; TF, Transcription Factor; TGF-β, Transforming growth factor β; TNF, Tumor necrosis factor; TSLP, Thymic stromal lymphopoietin; ZBTB46, Zinc Finger and BTB Domain containing 46.

参考文献

1.熊玲，Nutt SL, Seillet C.先天淋巴样细胞:不仅仅是免疫细胞。前面Immunol(2022) 13:1033904。doi: 10.3389 / fimmu.2022.1033904