新的研究揭示了肺的免疫细胞在出生后是如何发育的

【字体: 时间:2022年01月14日 来源:Karolinska Institutet

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  从我们第一次呼吸起,我们的肺就暴露于微生物,如细菌和病毒。多亏了肺部的免疫细胞,即所谓的巨噬细胞,我们在幼年时就可以免受大多数感染。研究人员现在展示了肺巨噬细胞是如何发育的;新发现有助于减少器官损伤,对重要肺部疾病治疗的持续发展具有重要意义。

  

人的肺巨噬细胞从出生时就开始发育,那时肺部刚开始吸入空气。尽管肺巨噬细胞在免疫系统中很重要,但由于很难在人体中进行体内研究,因此之前还不知道它们在人体中是如何发育的。

然而,在一个模型的帮助下,卡罗林斯卡学院的研究人员现在已经能够直接研究人类巨噬细胞在活体肺中的发展。研究发现,肺巨噬细胞以两种不同的方式发育。

“在第一种发育中,肺巨噬细胞起源于胎儿肝脏中已经存在的前体细胞,”卡罗林卡学院哈定医学院副教授蒂姆·威林格(Tim Willinger)说,他领导了这项研究。“我们出生后,这些前体细胞通过血液从肝脏转移到肺部。在肺部,它们暴露在各种生长因子中,这些生长因子帮助它们发展成“成熟的”肺巨噬细胞。第二种发展发生在生命的后期。在这一点上,它们由血液中发现的成年前体细胞,也就是所谓的单核细胞发展而来。”

基因表达相似但功能不同

研究人员还调查了肺巨噬细胞的起源是否影响其功能。在这里,他们可以看到肺巨噬细胞,无论它们的起源,有相似的基因表达,但有不同的功能。

“我们发现胎儿前体细胞比成年前体细胞分裂得快,”该研究的第一作者、蒂姆·威林格研究小组的博士生埃尔扎·埃夫伦(Elza Evren)说。“因此,胎儿前体细胞会更快地进入肺部,这对于在生命早期迅速清除微生物和其他吸入的颗粒非常重要。”

相反,来自成人前体细胞的肺巨噬细胞被干扰素强烈激活,干扰素是一种蛋白质,具有防御病毒感染的任务。因此,这种特殊类型的肺巨噬细胞很可能在免疫系统中具有帮助对抗病毒的重要功能。

研究人员还发现,这些肺巨噬细胞与促炎巨噬细胞相似,促炎巨噬细胞会过度激活,导致COVID-19等疾病中的严重肺部损伤。

限制肺损伤,促进新的治疗方法

这些新发现有助于更好地理解肺巨噬细胞的起源和功能。研究人员已经发现,人类胎儿祖细胞是一种潜在的细胞,可以靶向再生具有组织保护作用的巨噬细胞,限制器官损伤,并促进受损肺的组织修复。这些发现也可以支持一些肺部疾病的新治疗方法的发展。

该研究得到了瑞典研究委员会、SciLifeLab、Knut和Alice Wallenberg基金会、卡罗林斯卡研究所、创新医学中心(CIMED)、斯德哥尔摩地区、瑞典心肺基金会、Petrus och Augusta Hedlunds Stiftelse和瑞典皇家科学院的资助。耶鲁大学的一位作者报告了利益冲突,这在科学论文中有详细描述。

Journal Reference:

  1. Elza Evren, Emma Ringqvist, Jean-Marc Doisne, Anna Thaller, Natalie Sleiers, Richard A. Flavell, James P. Di Santo, Tim Willinger. CD116  fetal precursors migrate to the perinatal lung and give rise to human alveolar macrophages. Journal of Experimental Medicine, 2022; 219 (2) DOI: 10.1084/jem.20210987

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