《自然-通訊》（Nature Communications）在線發表了中國科學院分子細胞科學卓越創新中心孫兵研究組與上海交通大學附屬瑞金醫院、上海市氣象局氣象與健康重點實驗室合作完成的研究成果（Solar ultraviolet B radiation promotes α-MSH secretion to attenuate the function of ILC2s via the pituitary–lung axis）。該研究描述了紫外線B（UVB）通過輻射作用于垂體，刺激α-促黑素（α-MSH）的分泌從而抑制肺部ILC2細胞功能，具有限制肺部哮喘和炎癥的治療作用。
哮喘是具有較強異質性的慢性肺部炎癥性疾病，被認為是II型免疫疾病。哮喘的典型特征是高免疫球蛋白E（IgE）水平和Th2細胞參與致病過程。有證據表明，II型先天性淋巴細胞（ILC2s）可以分泌IL-5、IL-13、AREG、IL-4等重要II型細胞因子。它們在哮喘疾病的致病過程中具有關鍵作用。在多種蛋白酶過敏原、真菌和病毒的刺激下，肺上皮細胞可以分泌警報素，如IL-33、IL-25和胸腺基質淋巴細胞生成素（TSLP）。它們可以激活ILC2細胞，并誘導大量IL-5和IL-13的產生。ILC2細胞被活化后可以誘導II型免疫反應，驅動嗜酸性粒細胞浸潤、氣道高反應性（AHR）和粘液產生，進而引起肺部病理性損傷。除上述警報素外，ILC2在肺組織微環境中對多種刺激物高度敏感，如細胞因子、脂質介質、神經遞質、激素和營養素。中樞神經系統（CNS）介導的循環介質（如內源性阿片類藥物和多種其他激素）的釋放，會影響先天性和適應性免疫細胞的功能。研究表明，內分泌系統下丘腦-垂體（HP）在免疫應激狀態下，可以產生催乳素（PRL）、促腎上腺皮質激素（ACTH）和促甲狀腺激素（TSH）等激素來調節外周的免疫反應。此外，環境因素（如紫外線輻射）可以激活HP軸，從而釋放神經內分泌激素。這表明環境壓力和神經內分泌系統可能會協同調節免疫反應。盡管相關研究在ILC2的調控方面已取得了一些進展，但針對氣道炎癥中環境驅動的神經內分泌系統調節ILC2細胞的活化和II型炎癥反應的詳細機制有待進一步明確。
該研究發現了在過敏性哮喘等肺部炎癥背景下α-MSH調控肺部ILC2細胞功能的新機制，提出了陽光輔助哮喘治療的可能性。科研人員通過與臨床醫生合作，收集了2015年至2019年上海地區七家醫院（瑞金醫院、華山醫院、東方醫院、上海五院、普陀中心醫院、普陀人民醫院和同濟醫院）17,818人次的哮喘急診就診（非計劃就診）記錄，并與上海市氣象局合作，收集對應時間內上海的每日UVB強度數據。研究發現，哮喘急性發作頻率受太陽UVB輻射及季節性波動的影響，致使夏季哮喘急診就診率較低（分析來自美國疾病控制和預防中心（CDC）和氣候預測中心網站的公共數據可獲得類似結果）。基于ILC2s在哮喘發病機制中的重要性，該工作在小鼠模型中發現，UVB可減弱木瓜蛋白酶誘導的ILC2s細胞所介導的肺部炎癥。該研究對ILC2s細胞的相關表面受體進行檢測后發現，ILC2s特異性高表達α-MSH的受體MC5R。這提示α-MSH對ILC2細胞有潛在作用。作為UVB輻射驅動的重要產物，α-MSH在眼部輻照UVB后產生增多，同時，垂體中阿黑皮素原Pomc和剪切酶Pcsk2的表達上升，促進α-MSH的產生。循環系統中的α-MSH通過ILC2s表面表達的MC5R抑制ILC2s反應從而減輕肺部炎癥。機制方面，科研人員觀察到α-MSH-MC5R軸導致IL-7/IL-33下游的IL-7R-JAK/STAT磷酸化與NF-κB磷酸化信號的下調。α-MSH作為一類內源性的神經內分泌激素，可有效抑制真菌、屋塵螨、卵清蛋白等過敏原誘導的肺部炎癥，驗證了α-MSH的潛在臨床應用價值。在臨床方面，科研人員通過收集哮喘患者的外周血發現，血漿中α-MSH與PBMC中ILC2的數量及IL-33激活ILC2s產生II型細胞因子的能力呈負相關。這一表征與在小鼠肺部炎癥模型中所獲得的結果一致，即在ILC2細胞被激活后，α-MSH的治療依舊能抑制肺部炎癥的發展，說明α-MSH對過敏性哮喘的治療與干預具有較好的應用前景。這些觀察結果表明，UVB輻射所驅動的神經內分泌激素α-MSH是新型的肺ILC2s功能的調節劑。該研究闡明了“曬太陽有益于哮喘的治療”的新機制，為肺部炎癥治療提供了新思路。
研究工作得到中國科學院、國家自然科學基金委員會和上海市科學技術委員會等的資助，并獲得分子細胞卓越中心分子平臺、動物平臺和細胞分析技術平臺的支持。