长时间化疗后肠道微生物促进中性粒细胞的产生

【字体: 时间:2022年11月24日 来源:

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  北海道大学医学院的研究人员的一项研究结果表明,在进行造血干细胞移植或化疗后,肠道微生物组的组成驱动颗粒生成,以补充小鼠的中性粒细胞数量。未来的工作将集中在临床试验上,以测试这种串扰是否在人类中发现,并研究抗生素配方的开发,以保持支持颗粒形成的细菌完好无损。

  

北海道大学医学院的研究人员的一项研究结果表明,肠道微生物组的组成对推动被称为颗粒生成的过程是至关重要的,在接受了造血干细胞移植(SCT)或化疗等治疗后,颗粒生成可以补充小鼠血液中的中性粒细胞数量。该机制被发现依赖于T细胞产生IL-17。该团队建议,未来的工作可以研究开发不影响促进颗粒生成的肠道菌群的抗生素,或可能支持SCT或化疗后颗粒生成的益生菌。

在Daigo Hashimoto博士和Takanori Teshima博士的领导下,作者在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了一篇题为“反应性颗粒生成依赖于t细胞产生IL-17A和肠道菌群中性粒细胞相关的改变”的论文。在他们的报告中,研究人员指出了他们的结果可能的临床意义,总结道:“我们的发现具有潜在的临床相关性,因为在SCT和化疗后中性粒细胞的快速恢复通过降低感染风险确保了这些治疗方式的安全性。”

白细胞或粒细胞是先天免疫系统的一部分。最常见的粒细胞类型是中性粒细胞,它是一种吞噬细胞,可以消灭体内的微生物。血液中低中性粒细胞计数称为中性粒细胞减少症;这种情况常见于白血病或化疗后。众所周知,嗜中性粒细胞减少症可诱导粒细胞生成,形成粒细胞,如中性粒细胞。

作者解释说,在体内平衡水平之上增加粒细胞生成的过程可以分为紧急粒细胞生成,这是由细菌感染驱动的,或反应性粒细胞生成,在没有活性微生物感染的情况下粒细胞生成增加,但这可能是由造血干细胞移植(SCT)或癌症化疗后的炎症刺激或中性粒细胞减少引起的。然而,他们指出,中性粒细胞减少症驱动颗粒生成的确切机制尚未完全了解。“虽然紧急粒细胞生成依赖于病原体相关分子模式促进内皮细胞产生粒细胞集落刺激因子(G-CSF),但中性粒细胞减少症诱导粒细胞生成的机制仍有待澄清。”

北海道大学的研究小组想要了解在这两种情况下,嗜中性粒细胞减少症触发反应性粒细胞生成的机制。在他们的研究中,他们在小鼠模型中诱导长时间的中性粒细胞减少,并观察细胞因子(细胞信号分子)的水平,这是已知的与颗粒生成有关的。结果显示,两种细胞因子G-CSF和白细胞介素17A (IL-17A)明显升高。进一步的研究表明IL-17A对中性粒细胞的恢复至关重要,并证实T细胞是IL-17A的主要来源。


在正常情况下(稳定状态),中性粒细胞调节肠道菌群。当中性粒细胞数量下降(中性粒细胞减少)时,肠道菌群的组成发生变化,刺激T细胞产生IL-17A。IL-17-A反过来又刺激骨髓中中性粒细胞的产生(反应性粒细胞生成)。[Daigo桥本]

然后,研究人员在之前的研究基础上检查了肠道微生物组是否影响颗粒生成,该研究表明,肠道微生物组和骨髓造血可以相互影响。他们发现肠道微生物组确实通过T细胞分泌的IL-17A上调了反应性颗粒生成,还发现长时间的中性粒细胞减少会改变肠道微生物组。 

他们说:“我们的数据表明,在长期中性粒细胞减少后,肠道菌群在T细胞中增强IL-17A的生产中起着关键作用……在目前的研究中,SCT或化疗后的中性粒细胞减少导致了肠道菌群的显著改变。”进一步的实验证实,正是微生物组组成的这种变化增强了反应性颗粒生成。“总之,我们发现中性粒细胞的减少以微生物群依赖的方式刺激了T细胞产生IL-17A,从而增强了反应性颗粒生成。”

综合研究结果表明,中性粒细胞减少引起的肠道微生物组的改变通过T细胞分泌的IL-17A刺激骨髓中反应性粒细胞生成,促进中性粒细胞恢复。科学家们写道:“我们的结果显示,在长时间的中性粒细胞减少症中,肠道菌群和颗粒生成之间存在相互作用,为反应性颗粒生成提供了新的前景。”未来的工作将专注于临床试验,以测试这种相声是否存在于人类身上;其他途径包括开发抗生素配方,使支持颗粒形成的细菌完好无损。“我们的发现可能为未来的临床研究铺平道路,在这些临床研究中,将测试SCT后保留颗粒生成支持细菌或FMT(粪便微生物群移植)或支持颗粒生成的益生菌的抗生素使用新策略的益处。”

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