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出人意料,“御姐范儿”的巨噬细胞竟如此“软萌”!

 生物_医药_科研 2018-12-21

百变的巨噬细胞,表示软萌也不在话下。




7月里一部科普番《工作细胞》横空出世,成为新番中的黑马。以拟人化方式科普细胞的各种功能,如迷之认路的红细胞、“武林高手”白细胞、可爱的血小板等,当然最让本人印象最深刻就是巨噬细胞,明明长相如此甜美,偏偏走的是御姐路线。


可最近随着研究的深入,研究该细胞的科研工作者们却提出反对意见,并郑重其事地说道:其实御姐也是百变的,可以变得非常的“软萌”。



其实关于巨噬细胞,其潜在技能点已有很多被点亮。研究发现巨噬细胞除了可以有效地帮助机体抵抗病原体的入侵外,还具有器官特异性功能,比如参与脂肪组织的生热调节、脾脏和肝脏的铁循环、大脑的突触修剪和心脏的心电活动等。


显然,“御姐”巨噬细胞是当之无愧的多面能手。且在如今软萌即正义的当下,一些另类巨噬细胞危机感顿生,所以硬是另辟蹊径,通过调控动脉壁细胞外基质的稳态,在“软萌”界杀出了一条血路。



众所周知,动脉的血液流动以及营养物质的运输是直接依赖于血管的张力和直径的。动脉细胞外基质(包括弹性蛋白和胶原纤维)的成分决定血管的弹性或刚度,从而影响动脉扩张或收缩调节血压和血流的能力。


该文章中具体阐释了LYVE-1+巨噬细胞亚群是如何维持动脉壁细胞外基质稳态的。LYVE-1(淋巴管内皮透明质酸受体1)是一种结合透明质酸的受体,而透明质酸是一种主要由平滑肌细胞产生的糖胺聚糖类物质。


应用影像学和流式细胞术,Lim等首次验证了小鼠动脉外膜稳态时巨噬细胞亚群的定位和数量。



之后,他们通过尾静脉注射集落刺激因子-1受体(CSF-1r)抑制剂,来使WT鼠全身巨噬细胞大量减少,而不影响单核细胞的数量。


在没有原位巨噬细胞作用的情况下经过10周后,胶原含量、主动脉直径和动脉硬化都有增加。而有趣的是,这种表型是可逆的。这就提示我们巨噬细胞可能具有逆转不良动脉重构的能力。



其实,早在2016年,Ensan等就在探讨LYVE-1+与LYVE-1-巨噬细胞亚群的器官与组织特异性。他们的结果在Lim等的研究中又得到了进一步证实和延伸。


首先,Lim等对于这两个巨噬细胞亚群进行了RNA测序,发现LYVE-1+的巨噬细胞与维持血管稳态相关,而LYVE-1-的与炎症相关。


接着,作者又构建了一只特异性敲除LYVE-1+巨噬细胞的敲除鼠Lyve1wt/cre;Csf1rflox/flox,与WT鼠进行比较发现,LYVE-1+巨噬细胞具有独特的调节动脉细胞外基质的能力,因为在没有主动脉LYVE-1+巨噬细胞作用的情况下,胶原沉积、血管硬化程度和动脉直径均增加。



最后,Lim等又将平滑肌细胞与LYVE-1+巨噬细胞进行共培养并测量了金属蛋白酶-9 (MMP-9)的活性及胶原蛋白含量,证明了在平滑肌细胞存在的情况下,LYVE-1+巨噬细胞通过MMP -9依赖性蛋白水解途径来调节胶原含量。而这一反应又能被MMP-9抑制剂所减弱。


总之,Lim等将LYVE-1+巨噬细胞亚群定义为了动脉管壁稳态情况下解剖结构变化的调节剂,认为平滑肌细胞衍生的透明质酸可与巨噬细胞上的LYVE-1受体结合,从而刺激蛋白水解。


但有趣的是,这意味着平滑肌细胞可能会调控巨噬细胞,令其降解它们产生的基质,从而确保有足够的胶原蛋白存在,或者是能使正常的基质的性质逆转。



该巨噬细胞亚群保证了动脉壁的柔软性和弹性,这种柔软可能是血管进行正常运动功能所必需的。


而未来的研究还需揭示LYVE-1+巨噬细胞亚群如何改变血管舒张和血管收缩,以及这些细胞在高血压和其他血管疾病中如何与其环境进行相互作用。


但是无论怎样,从临床角度看,保留LYVE-1+巨噬细胞及其作用可有效地预防高血压患者的血管重构。这为高血压的防治以及高血压疫苗的研发提供了理论基础。


参考文献

[1]    Lim H.Y., Lim S.Y., Tan C.K., Thiam C.H., Goh C.C., Carbajo D., et al. Hyaluronan receptor lyve-1-expressing macrophages maintain arterial tone through hyaluronan-mediated regulation of smooth muscle cell collagen [J]. Immunity, 2018, 49(2): 326-341 e7.

[2]    Ensan S., Li A., Besla R., Degousee N., Cosme J., Roufaiel M., et al. Self-renewing resident arterial macrophages arise from embryonic cx3cr1(+) precursors and circulating monocytes immediately after birth [J]. Nature immunology, 2016, 17(2): 159-68.


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