Mast cells link immune sensing to antigen-avoidance behaviour

免疫学 免疫系统 抗原 免疫球蛋白E 肥大细胞 生物 获得性免疫系统 免疫 炎症 抗体
作者
Thomas Plum,Rebecca Binzberger,Robin Thiele,Fuwei Shang,Daniel Postrach,Candice Fung,Marina Fortea,Nathalie Stakenborg,Zheng Wang,Anke Tappe‐Theodor,Tanja Poth,Duncan A. A. MacLaren,Guy E. Boeckxstaens,Rohini Kuner,Claudia Pitzer,Hannah Monyer,Cuiyan Xin,Joseph V. Bonventre,Satoshi Tanaka,David Voehringer,Pieter Vanden Berghe,Jessica Strid,Thorsten B. Feyerabend,Hans‐Reimer Rodewald
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:620 (7974): 634-642 被引量:17
标识
DOI:10.1038/s41586-023-06188-0
摘要

The physiological functions of mast cells remain largely an enigma. In the context of barrier damage, mast cells are integrated in type 2 immunity and, together with immunoglobulin E (IgE), promote allergic diseases. Allergic symptoms may, however, facilitate expulsion of allergens, toxins and parasites and trigger future antigen avoidance1-3. Here, we show that antigen-specific avoidance behaviour in inbred mice4,5 is critically dependent on mast cells; hence, we identify the immunological sensor cell linking antigen recognition to avoidance behaviour. Avoidance prevented antigen-driven adaptive, innate and mucosal immune activation and inflammation in the stomach and small intestine. Avoidance was IgE dependent, promoted by Th2 cytokines in the immunization phase and by IgE in the execution phase. Mucosal mast cells lining the stomach and small intestine rapidly sensed antigen ingestion. We interrogated potential signalling routes between mast cells and the brain using mutant mice, pharmacological inhibition, neural activity recordings and vagotomy. Inhibition of leukotriene synthesis impaired avoidance, but overall no single pathway interruption completely abrogated avoidance, indicating complex regulation. Collectively, the stage for antigen avoidance is set when adaptive immunity equips mast cells with IgE as a telltale of past immune responses. On subsequent antigen ingestion, mast cells signal termination of antigen intake. Prevention of immunopathology-causing, continuous and futile responses against per se innocuous antigens or of repeated ingestion of toxins through mast-cell-mediated antigen-avoidance behaviour may be an important arm of immunity.
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