成纤维细胞源性CSF1通过维持肠道黏膜巨噬细胞定植抵抗细菌感染

推荐：本研究揭示了成纤维细胞源性CSF1（集落刺激因子1）作为维持肠道黏膜巨噬细胞定植的关键因子，通过构建Csf1条件敲除小鼠模型结合单细胞测序技术，发现PDPN+成纤维细胞亚群形成特定微环境支持CD163+巨噬细胞，在抵抗鼠伤寒沙门氏菌感染中发挥关键作用，为肠道免疫稳态调控提供了新靶点。

　　

肠道作为人体最大的免疫器官，其黏膜层驻扎着大量巨噬细胞，这些细胞像忠诚的卫兵一样维持着肠道稳态。然而，这些免疫哨兵如何在复杂肠道环境中长期驻留？又是哪些"房东"细胞为其提供生存信号？这个科学谜题长期困扰着研究者。更关键的是，当病原体如鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium)入侵时，巨噬细胞的防御机制如何被调控？这些问题对理解肠道感染和炎症性肠病(IBD)的发生机制至关重要。

研究人员通过创新性的遗传学模型和前沿单细胞技术，揭示了成纤维细胞(fibroblast)分泌的集落刺激因子1(CSF1)是维持肠道巨噬细胞(macrophage)生存的关键"房租"。这项发表在《Mucosal Immunology》的研究，首次系统绘制了肠道不同区域巨噬细胞的"房东-房客"关系图谱。

研究采用了几项关键技术：1）构建Csf1^tTA/+; LC1; Rosa26^LSL-tdTomato命运示踪小鼠模型；2）利用Twist2^Cre/+、Lyve1^Cre/+和Lepr^Cre/+等组织特异性Cre工具鼠进行条件性基因敲除；3）单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析肠道成纤维细胞亚群；4）建立鼠伤寒沙门氏菌感染模型评估免疫功能；5）采用异体共生(parabiosis)实验追踪骨髓来源巨噬细胞的定植过程。

【CSF1是维持肠道黏膜巨噬细胞定植的主导因子】
通过PLX3397药物抑制CSF1受体(CSF1R)信号可完全清除肠道CX3CR1-EGFP⁺巨噬细胞。基因水平上，Csf1缺陷导致小鼠肠道巨噬细胞减少70%，而IL-34缺失影响甚微。这一发现确立了CSF1在巨噬细胞维持中的核心地位。

【PDPN⁺成纤维细胞是肠道CSF1的主要来源】
命运示踪实验显示，80%的Csf1表达细胞是CD45^-非造血细胞，其中PDPN⁺PDGFRα⁺成纤维细胞与巨噬细胞空间相邻。单细胞测序进一步将这群"房东"细分为CD81⁺LepR⁺、PDGFRα^high等5个亚群，均高表达Csf1，尤以PDGFRα^high亚群最为显著。

【成纤维细胞构建巨噬细胞生存微环境】
Twist2^Cre/+介导的成纤维细胞Csf1敲除使小肠绒毛上部巨噬细胞减少30%，绒毛下部+黏膜下层(SM)减少70%。特别值得注意的是，CD81⁺LepR⁺成纤维细胞特异性支持CD163⁺巨噬细胞亚群，形成独特的免疫微生态位(niche)。

【CSF1调控围产期肠道巨噬细胞增殖成熟】
新生小鼠中，成纤维细胞Csf1缺失使Ki67⁺增殖巨噬细胞减少，Ly6C^high单核细胞累积。这表明CSF1不仅维持巨噬细胞存活，还促进其从单核细胞前体的分化过程。

【局部CSF1支持骨髓来源巨噬细胞定植】
异体共生实验证明，尽管循环单核细胞数量正常，但成纤维细胞Csf1缺陷宿主体内，供体来源的EGFP⁺巨噬细胞定植显著减少。更惊人的是，CD163⁺巨噬细胞亚群几乎完全依赖局部CSF1信号。

【成纤维细胞CSF1抵抗细菌感染】
在鼠伤寒沙门氏菌感染模型中，Twist2^Cre/+;Csf1^fl/fl小鼠死亡率达90%，且细菌向脾脏和肝脏扩散增强。而巨噬细胞完全清除后，这种差异消失，证实成纤维细胞通过CSF1-巨噬细胞轴发挥抗菌防御功能。

这项研究首次系统阐明了肠道巨噬细胞微环境的细胞基础，发现成纤维细胞亚群通过分区表达CSF1，构建了支持不同巨噬细胞亚群的"公寓楼"。其中PDGFRα^high成纤维细胞像"顶层公寓房东"维持绒毛上部巨噬细胞，而CD81⁺LepR⁺成纤维细胞则像"地下室房东"专门照料CD163⁺巨噬细胞。这种精细的空间调控机制，不仅解释了肠道巨噬细胞的异质性来源，更为靶向巨噬细胞的IBD治疗提供了新思路——或许未来可以通过调节特定"房东"细胞的CSF1分泌，来精准改造肠道免疫微环境。

该研究的临床意义在于：首先，明确了成纤维细胞-巨噬细胞互作在抵抗肠道感染中的核心地位；其次，为理解IBD中巨噬细胞功能紊乱提供了微环境视角；最后，提出的分区调控概念可能适用于其他组织器官的巨噬细胞研究。正如Jean X Jiang教授在讨论部分强调的，这项研究开创了"niche-centered"（微环境中心）的免疫调控新范式。