マスサイトメトリーを用いたIL-1β誘発性炎症性シグナル伝達に最も応答するヒト免疫細胞サブタイプの同定

Sci. Signal. 09 Mar 2021:
Vol. 14, Issue 673, eabc5763
DOI: 10.1126/scisignal.abc5763

Hema Kothari^1,2,*, Corey M. Williams^3,4, Chantel McSkimming¹, Fabrizio Drago¹, Melissa A. Marshall¹, James Garmey¹, Mythili Vigneshwar¹, Eli R. Zunder³, and Coleen A. McNamara^1,2

1. ¹ Carter Immunology Center, University of Virginia, Charlottesville, VA 22908, USA.
2. ² Cardiovascular Division, Department of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, VA 22903, USA.
3. ³ Department of Biomedical Engineering, University of Virginia, Charlottesville, VA 22908, USA.
4. ⁴ Cardiovascular Research Center, University of Virginia, Charlottesville, VA 22908, USA.

* Corresponding author. Email: hk6x@virginia.edu

要約

IL-1βは、COVID-19による高い罹患率と死亡率に関連するサイトカインストームの重要なメディエーターであり、COVID-19感染時のアナキンラとカナキヌマブによるIL-1β遮断が臨床試験に入っている。ヒト末梢血単核細胞のマスサイトメトリーを用いて、エフェクターメモリーCD4⁺ T細胞およびCD4⁻CD8^low/−CD161⁺ T細胞、特にケモカイン受容体CCR6陽性細胞を、IL-1βに対して最大の応答を示す循環免疫サブタイプとして同定した。この応答は、リン酸化の増加、したがって炎症誘発性転写因子NF-κBの活性化として現れ、CD11c⁺骨髄性樹状細胞、古典的単球、ナチュラルキラー細胞の2つのサブセット（CD16⁻CD56^brightCD161⁻およびCD16⁻CD56^dimCD161⁺）およびCD161とCD25を発現する系統⁻（Lin⁻）細胞を含む他のサブセットでも見られた。IL-1βはまた、これらの免疫細胞サブセットのほとんどで、NF-κBのリン酸化と比較して、キナーゼp38のリン酸化の急速ではあるがそれほど頑強ではない増加を誘導した。長期のIL-1β刺激は、さまざまな免疫細胞タイプにわたって、転写因子STAT3のリン酸化を増加させ、より少ない程度ではあるが、STAT1およびSTAT5のリン酸化を増加させた。IL-6のIL-1β誘導性産生は、後の時点でSTAT1とSTAT3の活性化を引き起こした可能性がある。アナキンラによる個人間の不均一性とSTAT活性化の阻害は、CCR6⁺ T細胞サブタイプのIL-1βに応答したNF-κBリン酸化を測定するアッセイが、サイトカインストームのリスクが高く、IL-1β中和療法の恩恵を受ける可能性が最も高い患者を特定できる可能性を高める。

Citation: H. Kothari, C. M. Williams, C. McSkimming, F. Drago, M. A. Marshall, J. Garmey, M. Vigneshwar, E. R. Zunder, C. A. McNamara, Identification of human immune cell subtypes most responsive to IL-1β-induced inflammatory signaling using mass cytometry. Sci. Signal. 14, eabc5763 (2021).