巨噬細胞是造血系統中可塑性最強的一種細胞,所有組織中都有這種細胞,并且其也具有極強的功能多樣性。4月25日Nature雜志以“A Cell For All Seasons”為標題在封面上放上了一個藍色的巨噬細胞圖片,并在刊內以綜述的形式探討了巨噬細胞為哺乳動物生理及病理生理適應性所做的貢獻,并從這種平衡機制的角度解析了巨噬細胞。
巨噬細胞(Macrophages)是一種位于組織內的白血球,源自單核細胞,這種細胞正常發育、體內平衡、組織修復和對病原體的免疫反應中扮演了許多不同的角色。這也就是說,幾乎每一種人類疾病都涉及它們,它們也是主要治療目標,因為它們的功能可以被加強或抑制,以改變疾病的結果。
不過雖然各組織巨噬細胞相互不同,并且也不同的轉錄譜和功能,但都具有一種動態平衡,然而,這些修復和自我平衡的功能會由于慢性損傷遭到破壞,導致出現疾病。
來自美國NIH,加州大學舊金山分校的三位學者在這篇綜述中,探討了巨噬細胞如何調控正常生理和發育功能,并提出幾個相關疾病的例子。作者通過巨噬細胞在不同角色中采用的狀態定義了其“標志”,并提及了一些關于巨噬細胞系,身份和調控方面的新的見解。巨噬細胞已成為許多人類疾病的重要治療靶標,因此理解這種多樣性十分必要。
巨噬細胞的起源
巨噬細胞在免疫反應中發揮關鍵性的作用,保護生物體對抗感染,調控組織炎癥發展。根據它們在機體中不同的定位和執行的功能可將巨噬細胞分為不同的種類。
近日來自英國倫敦大學國王學院的科學家們在對這些不同類型細胞的共同起源研究中,獲得了一些令人吃驚的研究發現。研究結果揭示有兩種不同的巨噬細胞系持續進入了成年期,并且這兩種細胞系具有不同的起源。
研究人員利用胚胎發育早期階段的細胞標記物追蹤了這些不同的免疫細胞的路徑。研究產生了一些意料之外的結果。在卵黃囊中形成的髓樣細胞形成了定位于成年小鼠各種器官組織中的巨噬細胞。而在血流中循環的巨噬細胞則不是起源于卵黃囊。這些巨噬細胞完全由干細胞生成。
巨噬細胞的分化
巨噬細胞至少有兩個亞類,即M1型和M2型。M1型巨噬細胞參與促炎反應,且在宿主防御細菌和病毒感染中發揮核心作用。M2巨噬細胞與抗炎反應、寄生蟲感染、組織重構、纖維化以及腫瘤疾病發展相關。Trib1是個銜接蛋白,與泛素連接酶COP1相互作用參與蛋白降解。
近期日本的科學家發現Trib1對F4/80 + MR +組織內在巨噬細胞的分化至關重要,且這些巨噬細胞和M2巨噬細胞、酸性粒細胞具有共同的特性(稱之為M2類巨噬細胞)。但是,Trib1在M1髓系細胞就不會發揮這種作用。
這些結果表明Trib1在脂肪組織維持和脂質代謝紊亂上發揮關鍵作用,而其作用是通過控制組織內在M2類巨噬細胞的分化實現的。
巨噬細胞局部增殖
過去人們認為當機體出現炎癥時是通過將免疫細胞從血液中招募至炎癥部位從而發生抗感染免疫效應的。在2011年的一篇Science文章中,研究人員證實在TH2炎癥反應中,免疫系統并非是從血液中招募巨噬細胞,而是在損傷或感染部位原位激活巨噬細胞,促使其發生了快速增殖。
巨噬細胞與疾病
慢性損傷時,一群具有雙向分化功能的肝祖細胞(HPCs)被激活,膽管上皮細胞和肝細胞再生。
來自英國愛丁堡大學等處的研究在人肝病和小鼠模型中觀察膽管細胞增生,即Notch 和Wnt 信號二者通過與活化的成纖維母細胞或巨噬細胞相互作用直接特化HPCs。
研究人員發現在膽管增生的過程中成纖維母細胞表達的Jagged 1(Notch 的一個配體)促進 Notch信號在HPCs的轉導,繼而在膽道中特化形成膽管上皮細胞。或者,在肝細胞再生過程中巨噬細胞吞噬肝細胞碎片誘導Wnt3a的表達。這導致經典的Wnt信號通路在臨近HPCs中的轉導,從而使得這些細胞持續表達Numb(決定細胞命運的一個因素)并且促進其特化形成肝細胞。通過這兩條通路促進成人慢性肝損傷時肝實質細胞的再生。
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