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Sca-1阳性中性粒细胞:稳态与病理条件下促炎性亚群的鉴定与功能解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月10日 来源:Cell Reports 7.5
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本研究聚焦中性粒细胞异质性难题,通过多组织筛选发现肝脏富集的Sca-1pos中性粒细胞亚群。研究人员结合流式分选、代谢分析和功能实验,证实该亚群具有超氧化物生成、NETosis和T细胞活化等促炎特性,并在非酒精性脂肪肝炎(NASH)和腹膜炎模型中验证其病理贡献。该研究为靶向中性粒细胞亚群的炎症治疗策略提供新靶点,发表于《Cell Reports》。
中性粒细胞作为先天免疫系统的"快速反应部队",其功能多样性一直是免疫学研究的焦点。传统观点认为中性粒细胞是高度均质的短寿命细胞,但近年研究发现其存在显著异质性。这种异质性在炎症性疾病中尤为突出,但如何精准识别并靶向致病亚群而不影响宿主防御功能,仍是未解的临床难题。
CSIR-中央药物研究所(印度勒克瑙)的Milind Nahiyera团队通过系统性筛选,在肝脏微环境中发现了一类独特的CD11b+Ly6G+Sca-1+中性粒细胞亚群。研究人员采用多学科技术手段,包括:1)跨组织流式细胞术分析表面标记表达谱;2)BrdU标记追踪细胞寿命;3)高分辨率显微镜观察亚细胞结构;4)体外功能实验(吞噬、NETosis、T细胞共培养);5)MCD饮食诱导NASH模型和LPS腹膜炎模型验证病理相关性。
Sca-1pos中性粒细胞的结构与表型特征
通过比较骨髓、血液和肝脏来源的中性粒细胞,发现肝脏中40%以上中性粒细胞表达Sca-1,而骨髓中不足1%。这类细胞具有超分叶核型(80% vs 常规细胞的环状核)、高侧向散射(SSC)信号和脂滴积累特征。表面标记分析显示其高表达粘附分子(CD49d、CD54)和"勿食我"信号CD47,但衰老标志物CD62L水平与常规中性粒细胞无差异。
独特的效应功能
功能实验揭示Sca-1pos中性粒细胞具有更强的氧化爆发能力(DHE和MitoSOX检测)、线粒体膜电位(MitoTracker Red)和NO产生。共聚焦显微镜显示弹性蛋白酶阳性颗粒的周边分布,电镜观察到以初级颗粒为主的超微结构。在体外NETosis实验中,该亚群的自发性和PMA诱导性NET释放均显著增强,CitH3+细胞比例达30%(骨髓来源仅10%)。
Sca-1的主动调控作用
α-Sca-1中和抗体处理可抑制中性粒细胞极化、粘附和NET形成。在T细胞共培养体系中,Sca-1pos细胞通过ROS依赖机制促进T细胞增殖(增殖指数提高2倍),该效应可被NAC(N-乙酰半胱氨酸)和MitoTEMPO(线粒体靶向抗氧化剂)逆转。
病理条件下的动态变化
在LPS诱导的腹膜炎模型中,腹膜腔Sca-1pos中性粒细胞比例从基线10%升至35%。MCD饮食诱导的NASH小鼠肝脏中,该亚群扩增伴随AST/ALT水平升高和胶原沉积(天狼星红染色)。值得注意的是,NAC预处理或Sca-1阻断能显著减轻APAP(对乙酰氨基酚)诱导的肝损伤。
这项研究首次系统鉴定Sca-1作为炎症性中性粒细胞的标志物和功能调节因子。其重要意义在于:1)揭示了组织微环境(特别是肝脏)对中性粒细胞表型重塑的关键作用;2)阐明了脂代谢(BODIPY检测)与炎症反应的交叉调控;3)为NASH等慢性炎症疾病提供了潜在治疗靶点。未来研究需进一步解析Sca-1pos亚群在人类疾病中的保守性,以及Ly6A/E家族分子在免疫代谢中的精确机制。
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