惊喜!Cell:小鼠肠道内存在长寿巨噬细胞
2018/09/05
巨噬细胞是一种特殊的免疫细胞,可以摧毁细菌和其他有害生物。近日,比利时鲁汶大学(KU Leuven)的科学家得出了一个惊人的结论:小鼠胃肠道中存在巨噬细胞,且可以存活相当长的时间。最重要的是,这些长寿命的巨噬细胞对于胃肠道内的神经细胞的存活至关重要。这一研究结果为了解肠道以及大脑神经退化性疾病的分子机制提供了新的线索。


巨噬细胞不仅仅是免疫系统的“真空吸尘器”。小鼠肠道中长寿的巨噬细胞(绿色)与胃肠道的神经细胞(红色)接触。巨噬细胞为神经细胞提供生长因子,神经细胞在没有巨噬细胞的情况下死亡。图片来源:© TARGID - KU Leuven

研究结果以“Self-Maintaining Gut Macrophages Are Essential for Intestinal Homeostasis”为题发表在最新一期《Cell》杂志上。

在免疫系统中,巨噬细胞扮演着“吃豆人(Pac-Man)”的角色:它们是通过吞噬来清除异物的白细胞。除此之外,巨噬细胞还能为机体不同组织提供重要的生长因子以促进组织生长发育,使它们能够正常发挥功能。因此,这些巨噬细胞既是士兵,又是营养师。巨噬细胞功能的正常在肠道中非常重要,它们必须正确有效地区分有害细菌、无害细菌和营养成分。

研究人员认为,在被新的细胞取代之前,肠内巨噬细胞最多能在小鼠和人体内存活三周左右。鲁汶大学(KU Leuven)的最新研究表明,这种说法并非完全正确。“我们发现老鼠体内有一小部分长寿命的巨噬细胞。我们标记了某些巨噬细胞,发现它们能够正常发挥功能至少8个月。它们存在于肠内的特定部位,特别是与神经细胞和血管密切接触的地方。” Guy Boeckxstaens教授解释说。

此外,这部分长寿的巨噬细胞在胃肠道中起着非常重要的作用,博士生Sebastiaan De Schepper补充道,“如果肠道的巨噬细胞不能正常工作,几天之后,小鼠就会消化不良,进而引发便秘,甚至是胃肠神经系统的完全退化。这类长寿的巨噬细胞在肠道中确实存在,对肠道的正常功能至关重要。”

Boeckxstaens总结说,这些新的见解为进一步的研究提供了希望:“接下来,我们想研究长寿巨噬细胞在人类疾病中的作用,这些疾病会影响肠道的神经细胞,例如胃肠功能异常的肥胖和糖尿病患者。此外,这些结果对大脑研究也有一定的意义。大脑中含有小神经胶质细胞,类似于长寿巨噬细胞,在阿尔茨海默氏症和帕金森病等神经系统疾病中起着重要作用。科学家目前认为,这些患者机体神经细胞的死亡,是因为小胶质细胞不能提供足够的护理。也许有一天,对肠道的研究能让我们更好地了解这些大脑疾病的发病机制。”

责编:风铃

参考资料

Discovery of long-lived macrophages in the intestine

Self-Maintaining Gut Macrophages Are Essential for Intestinal Homeostasis

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  • Self-Maintaining Gut Macrophages Are Essential for Intestinal Homeostasis

    Macrophages are highly heterogeneous tissue-resident immune cells that perform a variety of tissue-supportive functions. The current paradigm dictates that intestinal macrophages are continuously replaced by incoming monocytes that acquire a pro-inflammatory or tissue-protective signature. Here, we identify a self-maintaining population of macrophages that arise from both embryonic precursors and adult bone marrow-derived monocytes and persists throughout adulthood. Gene expression and imaging studies of self-maintaining macrophages revealed distinct transcriptional profiles that reflect their unique localization (i.e., closely positioned to blood vessels, submucosal and myenteric plexus, Paneth cells, and Peyer’s patches). Depletion of self-maintaining macrophages resulted in morphological abnormalities in the submucosal vasculature and loss of enteric neurons, leading to vascular leakage, impaired secretion, and reduced intestinal motility. These results provide critical insights in intestinal macrophage heterogeneity and demonstrate the strategic role of self-maintaining macrophages in gut homeostasis and intestinal physiology.

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