Иммунные клетки — одни из наиболее важных клеток, ответственных за выживание младенца с момента рождения.
Целью настоящего исследования было оценить временное развитие иммунной системы плода и выяснить ее потенциальную роль в модуляции развития эмбриональных легких. Образцы человеческого плода и эмбриона были получены в рамках совместного гранта MRC / Wellcome Trust Human Development Biology Resource (HDBR).
Беременность, прерванная в возрасте от пяти до 22 лет, использовалась для получения свежей легочной ткани с письменного согласия доноров. Был проведен кариотипический анализ, чтобы убедиться, что включенные образцы не содержат генетических аномалий и представляют «типичный» эмбриональный рост человека.
Анализы scRNA-seq, IHC и функциональных органоидов показали, что популяции иммунных клеток значительно различались на разных стадиях развития плода. Клетки-предшественники и врожденные иммунные клетки, включая миелоидные, врожденные лимфоидные (ILC) и естественные киллеры (NK), преобладали на ранних стадиях развития, но постепенно были заменены Т- и В-лимфоцитами. Клетки CD45+ были практически повсеместны на всех стадиях развития и во всех областях ткани, связанных с легкими; однако их относительное количество варьировалось во времени и местоположении.
Взятые вместе, эти результаты свидетельствуют о том, что иммунные клетки следуют двухфазной схеме во время внутриутробного развития и резко возрастают в течение восьми и 20 лет после родов. Количественные оценки полимеразной цепной реакции (qPCR) позволяют предположить, что пик в 20 pcw может быть частично обусловлен созреванием сосудов.
В настоящем исследовании исследователи объединили передовые транскриптомные анализы с ИГХ, чтобы выяснить структурную и функциональную роль иммунных клеток во время внутриутробного и эмбрионального развития. Оценка иммунных клеток плода в период от пяти до 33 недель после родов показала, что полное созревание В-клеток происходит в эмбриональных легких, что опровергает распространенное мнение о том, что костный мозг является единственным источником зрелых популяций В-клеток.
Было обнаружено, что интерлейкин-1 бета (IL-1β) интенсивно вырабатывается широко рассредоточенными миелоидными клетками. В свою очередь, было обнаружено, что IL-1β модулирует и стимулирует дифференцировку эпителиальных стволовых клеток, подчеркивая двойственную роль иммунных клеток как в защите, так и в развитии эпителия легких.
В совокупности эти результаты представляют собой иммунный атлас развивающихся легких человека и предполагают роль иммунных клеток плода в руководстве развитием легочного эпителия.