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Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

由 文化不簡單 發表于 攝影2021-06-26
簡介這一群進入損傷部位的中性粒細胞既不死亡也不被巨噬細胞吞噬,而是逆向返回血管並進入肺和骨髓

中性粒細胞數降低是什麼

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

摘要:通常認為在無菌性炎症情況下(如缺血再灌注,自身免疫性疾病,高脂飲食,吸菸等),中性粒細胞募集到炎症部位並引起進一步損傷,最終被單核-巨噬細胞吞噬。這篇2017年10月發表在Science上的文章採用肝臟熱燒傷模型,和用活體免疫熒光追蹤中性粒細胞的技術,發現在熱燒灼後中性粒細胞進入到肝臟損傷部位,起到去除損傷血管,幫助重建新血管通道的保護作用。這一群進入損傷部位的中性粒細胞既不死亡也不被巨噬細胞吞噬,而是逆向返回血管並進入肺和骨髓。

結果

1

中性粒細胞在肝臟損傷部位聚集

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

肝臟熱燒灼後2小時起中性粒細胞開始聚集在損傷部位(虛線內)。

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PECAM (platelet endothelial cell adhesion molecule 1) :肝血竇

Sytox Green:壞死細胞

相較於周圍的正常肝臟組織,損傷區域肝血竇塌陷,血管狹窄。

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

在損傷後12小時,中性粒細胞分佈在壞死區域的肝血竇內,並能自由進出。

2

中性粒細胞有助於組織修復,其被清除不依賴於單核巨噬細胞系統

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

用1A8抗體(拮抗中性粒細胞)預先處理的小鼠再予以熱損傷模型,處理組12、24小時後有更多的壞死碎片殘餘(A, B);4天后沒有膠原沉積(C, D);7天后肝竇血管再生減慢(E, F)。說明中性粒細胞的存在有利於肝臟修復。

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

在壞死區域的中性粒細胞數量在損傷後12小時達到高峰,24小時降低至10%,48小時基本為零(I);損傷後12小時,有10%的中性粒細胞表達annexin V(細胞凋亡);損傷後24小時,CCR2 KO小鼠(單核細胞趨化功能減低)與WT小鼠具有相同的中性粒細胞數量和清除率。同樣的,在Fig。S3B中注射Clodronate敲除巨噬細胞,也沒有發現中性粒細胞數量的變化。說明壞死區中性粒細胞透過凋亡自我清除,單核-巨噬細胞對其清除沒有影響。

3

中性粒細胞逆向遷徙

在無菌性損傷時,中性粒細胞從外周調動至損傷部位,然後馬上重新進入血管的過程稱為逆向遷徙。中性粒細胞能逆向遷徙至周圍組織和肺內造成進一步損害,而其是否有保護作用有待研究。

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

中性粒細胞從損傷部位外逃至周圍正常組織(A, B)(虛線顯示壞死區和正常組織邊界),在14-16小時達到最高峰(C)。中性粒細胞流速和曲流指數在損傷後12小時較高(D, E)。

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

該團隊首先製造熒光GFP的小鼠,發現大部分GFP陽性細胞都是Ly6G陽性的中性粒細胞(Fig。 S5)。用該模型證實中性粒細胞排隊重新進入周圍正常組織的血管(F)。Ctsc敲除小鼠透過降低蛋白酶活性,從而減少中性粒細胞逆向遷徙(G),血管重建也相應減少(H),壞死麵積增加(I)。說明熱燒灼模型中,中性粒細胞逆向遷徙對肝臟組織有保護作用。

4

逆向遷徙的中性粒細胞流入肺部和骨髓

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

為了追蹤這群中性粒細胞,該團隊建立Ly6G-PA-GFP小鼠。該小鼠在短時間紫外線暴露後,約10%中性粒細胞啟用,這些細胞在24小時內全部離開損傷部位(A)並遷徙至肺部和骨髓(B)。活體免疫熒光顯示,該群中性粒細胞在肺內滯留時間延長,並粘附於肺內皮細胞(C)。與之相比,從外周募集而來的中性粒細胞在肺內短暫停留後又回到血迴圈中,並且很少有粘附的現象(Fig。 S8E)。

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

Science:中性粒細胞的逆向遷徙作用

CXCR4有助於中性粒細胞返回骨髓。作者發現CXCR4在逆向遷徙至肺和骨髓的中性粒細胞中上調(D, E)。前往骨髓的中性粒細胞表達Annexin V(凋亡)。最後,用CXCR4的拮抗劑AMD3100處理後導致中性粒細胞在肺內增加,而在骨髓中減少。說明該群中性粒細胞從肺內流向骨髓,這一過程由CXCR4介導。

這篇Science文章在肝臟熱燒灼這一模型下,追蹤逆向遷徙的中性粒細胞,進一步詮釋了中性粒細胞的功能,用細胞動態追蹤技術使得文章生動有趣。如需要原文和補充材料,歡迎各位讀者問醫學方客服索要。

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