自然リンパ球
リンパ球系共通前駆細胞(英語版)(CLP)は与えられるシグナルに応じてT細胞、B細胞、そしてILCを含むさまざまな細胞に分化することができる。NK細胞を除き、すべてのILCは生存のためにIL-7シグナルが必要である。転写抑制因子であるID2(英語版)はB細胞およびT細胞分化に拮抗し、ID2依存性前駆体へと分化させる。この前駆体はさらに系統特異的な転写因子により分化する。ILCの異なるグループは共通の前駆細胞を持つ。ILCは、組換え活性化遺伝子(英語版)(RAG)に依存せず、サイトカイン受容体共通ガンマ鎖(英語版)とJAK3キナーゼ経路を介したサイトカインシグナルに依存して発生する。
ILC2は、上皮細胞や杯細胞の増殖を促進し、その結果、気道における粘液の産生を促進する。これらの機能は、上皮の完全性の回復と維持に貢献している。ILC2は、AhR、IL-9、IL-13の産生を介して、肺の寄生虫感染に対する防御機能を提供している。これらのILC2は、腸で発生し、寄生虫感染と戦うために肺に移動すると考えられている。
ILC1とNK細胞は、ライノウイルスや呼吸器合胞体ウイルス(RSV)などの肺のウイルス感染に反応してIFN-γを分泌する。
また、ILC3はIL-17やIL-22を分泌して、肺炎連鎖球菌感染などの肺感染症にも関与している。ヒトの呼吸器感染症におけるILCの役割を明らかにするには、更なる研究が必要である。
ILCは、あらゆる臓器、特に粘膜表面で病原体に対する免疫反応を担っている。ILCは、免疫調節サイトカインを迅速に分泌する能力を持ち、自然免疫反応の鍵を握っているが、他の免疫細胞との相互作用によって獲得免疫反応の形成にも関与している。ILCが存在する組織の微小環境は、多様なILCプロファイルの発現を決定し、微調整することで、複数のエフェクター機能におけるILCの相互作用を促進する。
ILCが組織内の要所々々に配置され深く根付いていることで、恒常性が維持され、その結果、健全な組織機能を維持することができる。しかし、ILCはさまざまな粘膜部位で有害となる役割も果たしている。
ILCの機能はその組織内での局在部位と関連しているため、ILCの局在や移動に関与するシグナルを明らかにすることは、疾患の治療に向けた新たな道筋を見出す上で重要である。
ILC3は、MHCクラスII受容体を介して抗原を提示することができるが、共刺激分子を持たないため、T細胞アネルギー(不応答性)の役割を果たし、有益な常在菌に対する耐性を促進する。したがって、ILC3と腸内T細胞の関係は、恒常性を維持する上で非常に重要である。ILC3が存在しない場合、T細胞の活性化が制御できなくなる可能性があるからだ。さらに、ILC3によるIL-22の産生を微調整する役割を微生物が担っている。例えば、回腸のセグメント細菌(英語版)は、IL-22の産生を調整し、Th17細胞の分化を可能にする。
ILC3は腸管の恒常性を維持するために腸管神経系(英語版)と相互作用する。細菌に反応して、粘膜固有層のグリア細胞が神経栄養因子を分泌し、その神経栄養因子が神経制御受容体RETを介してILC3にIL-22を産生させるからである。また、樹状細胞は病原体によるストレス時にIL-23を産生し、ILC3を活性化してIL-22の産生を可能にする。IL-22が腸内の微生物を制御するメカニズムの一つは、上皮細胞のグリコシル化パターンを介したものであると考えられている。ILC3によるIL-22とリンホトキシンの発現は、フコース転移酵素(英語版)2の発現を制御し、上皮細胞のフコース化(英語版)を可能にし、腸内細菌の栄養源となる。
食事や微生物由来のAhRリガンドは、免疫細胞に認識され、腸内のILCの発達やNK細胞の機能を制御する。
アトピー性皮膚炎患者の炎症を起こした皮膚では、ILC2の数が健常者よりも高くなっている。患者の皮膚から採取されたILC2は、IL-25、IL-33、TSLP(英語版)、PGD2(英語版)受容体の発現量が増加しており、ILC2の活性化に関与していることが示唆された。また、これらの皮膚病変部には好塩基球や肥満細胞が存在し、IL-4、PGD2を産生し、ILC2をさらに活性化させている。
乾癬も炎症性皮膚疾患の一つであり、表皮が肥厚し、T細胞や樹状細胞が主に存在する皮疹を形成する。T細胞は1型免疫反応を示すが、表皮の肥厚と炎症は、Th17細胞やγδT細胞などの他のT細胞がIL-22、IL-17A、IL-17Fを産生することによって起こると考えられている。しかし、より最近のデータでは、ILC3数が増加してこれらのサイトカインを大量に産生していることが示唆されており、乾癬患者の末梢血ではILC3の数が増加しているという。