科学家揭示了免疫祖细胞在修复发炎肠道组织中的作用

人体含有一系列共存的共生微生物，主要是肠道细菌，这些微生物与造血的调节或血液及其成分(包括免疫细胞)的产生有关。

然而，在炎症存在的情况下，造血系统如何管理微生物信号并保持组织完整性仍是未知的。日本熊本大学的科学家们现在阐明了背后的机制组织修复在肠道炎症期间。

我们血液中的免疫细胞在对抗感染和修复受伤组织方面起着关键作用。但它们从何而来?

的骨髓(BM)包含造血干细胞(造血干细胞)在其一生中产生多种类型的血细胞，包括免疫细胞。在受到细菌或病毒攻击的情况下，造血干细胞被触发产生更多免疫细胞通过分化成多能细胞来对抗感染和修复受损组织祖细胞(mmp)。

然而，造血干和祖细胞(HPSCs)在受损肠组织修复中的确切作用尚不完全清楚，特别是考虑到BM和肠彼此相距很远。

共生肠道菌群对机体生理过程的调节很重要。根据研究，这种菌群的减少会削弱免疫系统，使人们更容易受到感染。因此，这些肠道微生物可能直接或间接地调节造血，但几乎没有证据解释当肠道因肠结肠炎而发炎时这种调节是如何工作的。

一项研究发表在EMBO期刊来自熊本大学的科学家领导的研究小组发现了肠道组织修复是如何通过微生物和免疫信号进行的，这些信号驱动了HPSCs的分化。

该论文的通讯作者Hitoshi Takizawa教授说:“我们展示了BM和发炎肠道之间的跨器官交流，将微生物信号转化为有助于肠道组织修复的特定祖细胞谱系的产生。”

该研究使用小鼠结肠炎模型进行，该模型密切模仿人类炎症性肠病(IBD)的发病机制。研究人员首先使用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导这些小鼠慢性结肠炎，然后研究它们的肠道炎症和BM造血反应。

他们观察到急性肠道炎症促使骨髓中HPSCs的激活和扩张。然后这些细胞迁移到淋巴结靠近炎症部位——即。肠系膜淋巴结(MLN)靠近肠道，通过循环和脾脏。这一过程是通过上调HSPCs上的粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子受体(GM-CSFR)及其配体在BM和MLN中的表达来控制的。

对来自结肠炎诱导小鼠的MPPs进行RNA测序，发现BM中80个基因和MLN中215个基因的表达发生了显著变化，这些基因涉及炎症和细胞代谢。有趣的是，在小鼠中观察到的HSPCs向MLN的迁移也在IBD患者中观察到，这表明一种保守的机制可能在起作用。

对抗生素预处理的小鼠进行宏基因组分析，以确定是什么触发了HSPCs的扩张。筛选显示，革兰氏阴性拟杆菌是最丰富的hspc调节细菌，它们通过先天免疫信号在结肠炎发作后控制hspc的扩张。

在到达MLN时，热休克细胞可能分化为表达表面抗原Ly6C+/G+的特定细胞亚型，类似于骨髓来源的抑制细胞。这些细胞能够修复肠道组织。当HSPC向MLN的迁移被阻断时，肠道炎症似乎会恶化。Takizawa教授解释说:“这些发现表明，通过感知局部需求，HSPCs有可能分化为MLN中的免疫抑制细胞，这些细胞有可能促进结肠炎后的肠道组织修复。”

了解由造血系统协调的组织监测和修复机制有助于更快地识别由微生物和微生物引发的组织损伤信号炎症．希望这些发现对肠道相关疾病的新药或疗法的开发有用，这些疾病每年影响全球数百万人。