$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Mysi układ oddechowy zawiera unikalny układ odpornościowy odpowiedzialny za zwalczanie patogenów i utrzymanie homeostazy immunologicznej. Płucny układ odpornościowy składa się z populacji komórkowych o znacznej niejednorodności fenotypu, funkcji, pochodzenia i lokalizacji. Rezydentne makrofagi pęcherzykowe (AM), pochodzące głównie z monocytów płodowych, znajdują się w świetle pęcherzyków płucnych < klasie sup = "xref">1, podczas gdy makrofagi śródmiąższowe pochodzące ze szpiku kostnego (IM) znajdują się w miąższu płuc < klasie sup = "xref">2. IM mogą być dalej klasyfikowane według wyrażenia CD206. CD206+ IM wypełniają obszar okołooskrzelowy i okołonaczyniowy, podczas gdy CD206- IM znajdują się w śródmiąższu pęcherzykowym3. Ostatnio zaproponowano kilka podklasyfikacji IMs3,4,5,6. Chociaż IM są mniej przebadane niż AM, najnowsze dowody potwierdzają ich kluczową rolę w regulacji układu odpornościowego lung7. Ponadto CD206 jest również wyrażony w alternatywnie aktywowanej klasie AMs8.
Płucne komórki dendrytyczne (DC) to kolejna niejednorodna grupa komórek odpornościowych płuc pod względem ich właściwości funkcjonalnych, lokalizacji i pochodzenia. W płucach opisano cztery podkategorie DC: konwencjonalne DC CD103+ (znane również jako cDC1), konwencjonalne DC CD11b+ (znane również jako cDC2), DC pochodzące z monocytów (MoDCs) i plazmocytoidalne DCs9,10,11,12,13. Pierwsze trzy podklasy można zdefiniować jako główny kompleks zgodności tkankowej (MHC) II+CD11c+9,10,14,15. Plazmocytoidalne DC wyrażają MHC II i są pośrednio dodatnie dla CD11c, ale wyrażają wysokie poziomy B220 i PDCA-19,13,16. W płucach nieleczonych myszy DC CD103 i DC CD11b znajdują się w śródmiąższu dróg oddechowych, podczas gdy plazmocytoidalne DC znajdują się w śródmiąższu pęcherzykowym pęcherzykowym 17.
Dwie główne populacje monocytów znajdują się w płucach w stanie równowagi: monocyty klasyczne i monocyty nieklasyczne. Klasyczne monocyty to Ly6C+ i mają kluczowe znaczenie dla początkowej odpowiedzi zapalnej. Natomiast nieklasyczne monocyty to Ly6C- i są powszechnie postrzegane jako komórki przeciwzapalne3,16,18. Niedawno opisano dodatkową populację monocytów CD64 + CD16.2 +, które pochodzą z monocytów Ly6C- i dają początek CD206 + IMs3.
Eozynofile pojawiają się głównie w płucach podczas infekcji robakami pasożytniczymi lub stanów alergicznych. Jednak w miąższu płucnym w stanie stacjonarnym występuje niewielka liczba eozynofili, znanych jako eozynofile rezydentne. W przeciwieństwie do rezydujących eozynofili, zapalne eozynofile znajdują się w śródmiąższu płuc i popłuczynach oskrzelowo-pęcherzykowych (BAL). W mysich modelach roztoczy kurzu domowego (HDM) zapalne eozynofile są rekrutowane do płuc po stymulacji za pośrednictwem antygenu. Zaproponowano, że rezydujące eozynofile mogą odgrywać rolę regulacyjną w alergii poprzez hamowanie uczulenia T helper 2 (Th2) na HDM19.
W przeciwieństwie do reszty komórek szpiku płuc, neutrofile wyrażają Ly6G, ale nie CD68 i charakteryzują się sygnaturą immunofenotypu CD68-Ly6G+16,20,21. Badania wizualizacyjne wykazały, że w stanie stacjonarnym płuca rezerwują pulę neutrofili w przedziale wewnątrznaczyniowym i są gospodarzami znacznej liczby neutrofili zewnątrznaczyniowych22. Podobnie jak eozynofile, neutrofile nie występują w BAL w stanie stacjonarnym; jednak kilka form stymulacji immunologicznej, takich jak prowokacja LPS, astma lub zapalenie płuc, kieruje neutrofile do światła pęcherzyków płucnych, co skutkuje ich obecnością w BAL21,22,23.
Znaczna liczba komórek CD45+ płuc reprezentuje natural killer (NK), limfocyty T i limfocyty B i jest ujemna dla większości markerów szpikowych24. W płucach naiwnych myszy te trzy typy komórek można zidentyfikować na podstawie ekspresji CD11b i MHC II18. Około 25% komórek CD45+ w płucach to komórki B, podczas gdy odsetek komórek NK jest wyższy w płucach niż w innych tkankach limfoidalnych i nielimfatycznych24,25,26. Wśród limfocytów T płuc znaczną frakcję stanowi CD4-CD8- i odgrywa ważną rolę w infekcjach dróg oddechowych26.
Ponieważ płuca posiadają bardzo złożony i unikalny układ odpornościowy, opracowano i opisano kilka strategii bramkowania do identyfikacji komórek odpornościowych płuc16,18,20,27. Opisana w niniejszym dokumencie strategia bramkowania zapewnia kompleksowy i powtarzalny sposób identyfikacji do 12 różnych pulmonoidowych i nieszpikowych populacji immunologicznych przy użyciu 9 markerów. Do walidacji wyników użyto dodatkowych markerów. Ponadto przedstawiono szczegółową metodę przygotowania zawiesiny jednokomórkowej, która minimalizuje śmierć komórki i umożliwia identyfikację najbardziej kompletnego profilu przedziału komórek odpornościowych w płucach. Należy zauważyć, że identyfikacja nieimmunologicznych komórek płuc, takich jak komórki nabłonkowe (CD45-CD326+CD31-), komórki śródbłonka (CD45-CD326-CD31+) i fibroblasty wymagają innego podejścia28,29. Identyfikacja takich populacji nie jest zawarta w opisanym tu protokole i metodzie.