IL-33通过肥大细胞快速产生粒细胞IL-13的机制促进腹膜巨噬细胞胞葬作用

《Frontiers in Immunology》：IL-33 promotes efferocytosis by peritoneal macrophages by a mechanism associated with rapid granulocyte IL-13 production

　　

炎症消退是一个主动过程，需要巨噬细胞对凋亡细胞进行胞葬作用（efferocytosis），该过程由MerTK等受体介导。IL-33是一种警报素（alarmin），可启动2型免疫反应，包括增加IL-13的产生，而IL-13促进MerTK表达。研究人员检测了IL-33在体内促进胞葬作用的能力。向小鼠腹腔注射IL-33后48小时内，局部MerTK+巨噬细胞数量增加。游离线粒体作为另一种细胞损伤相关信号，未能类似诱导MerTK+巨噬细胞。在IL-33处理小鼠中，针对凋亡胸腺细胞的胞葬活性迅速增强。IL-33给药后不久，腹膜灌洗液中检测到已知的MerTK表达诱导因子IL-13。腹膜嗜酸性粒细胞表达IL-33受体，流式细胞术显示细胞内IL-13，且IL-33处理后Il13转录本表达显著增加。相比之下，IL-33给药后前6小时内，腹膜淋巴细胞群未观察到IL-13表达升高或蛋白分泌。骨髓来源小鼠肥大细胞和嗜酸性粒细胞的原代培养在6小时内对IL-33给药表现出IL-13蛋白反应。肥大细胞缺陷Cpa3-Cre; Mcl-1fl/fl小鼠在IL-33给药后3小时腹膜腔IL-13水平较含肥大细胞同窝对照显著降低。相反，IL-33处理的嗜酸性粒细胞缺陷ΔdblGATA小鼠在此时间点与野生型对照IL-13水平相似。这些数据表明，IL-33通过伴随早期局部IL-13快速增加的过程促进巨噬细胞胞葬作用关键的MerTK表达，其中肥大细胞是早期IL-13的重要贡献者。这些发现有助于理解可溶性IL-33受体（sST2）升高和/或肥大细胞数量减少与不良临床结局相关的临床情况。

研究背景与立项依据：炎症消退是组织恢复稳态的关键环节，其核心步骤为巨噬细胞介导的胞葬作用（efferocytosis），即通过识别磷脂酰丝氨酸等“吃我”信号，经髓样上皮生殖酪氨酸激酶（MerTK）等TAM受体家族成员吞噬凋亡细胞，防止继发坏死与慢性炎症。既往研究证实IL-13可诱导巨噬细胞MerTK表达并增强胞葬能力，而IL-33作为损伤相关分子模式（DAMP）类警报素，经ST2（IL1RL1）与IL-1RAcP受体复合物启动2型免疫，但其是否直接在体促进腹膜胞葬作用及早期IL-13细胞来源尚未明确。已有文献提示调节性T细胞与固有淋巴样细胞可产IL-13，但腹膜驻留粒细胞（肥大细胞、嗜酸性粒细胞）的快速响应角色未被剖析。该研究即围绕“IL-33—早期IL-13来源—MerTK⁺巨噬细胞胞葬”轴线展开，论文发表于《Frontiers in Immunology》。

主要关键技术方法：研究使用6–8周雌性C57BL/6小鼠、ΔdblGATA嗜酸性粒细胞缺陷鼠、Cpa3-Cre; Mcl-1^fl/fl（Hello Kitty, HK）肥大细胞缺陷鼠及对应野生型同窝对照；经腹腔注射重组IL-33（0.5 μg）或生理盐水，部分实验联合游离线粒体（free mitochondria, FM）或48小时后追加CFSE标记凋亡胸腺细胞；腹膜灌洗液用ELISA/Luminex定量IL-13、GM-CSF、CCL2；流式细胞术分型F4/80⁺CD11b⁺大/小腹膜巨噬细胞（LPM/SPM）、MerTK⁺亚群、嗜酸性粒细胞（Siglec-F⁺CD117^?）、肥大细胞（CD117⁺FcεRI⁺ST2⁺）、ILC2；磁珠/FACS分选巨噬细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞后行qPCR/微滴数字PCR（ddPCR）检测Il13转录；体外以骨髓来源肥大细胞（BMMC）与嗜酸性粒细胞经IL-33刺激测上清IL-13；采用非配对t检验与单因素ANOVA分析。

研究结果：

IL-33改变腹膜巨噬细胞群体：雌性小鼠腹腔注射IL-33 48小时后，总F4/80⁺CD11b⁺巨噬细胞、LPM（F4/80^hi）、SPM（F4/80^lo）及MerTK⁺巨噬细胞绝对数显著上升，淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、炎性单核细胞增多，而肥大细胞与ILC2数量未变；雄性反应较弱，故后续以雌性为主。表明IL-33选择性扩增促消退巨噬细胞亚群。

IL-33增强腹膜胞葬作用：IL-33预处理48小时再给凋亡胸腺细胞30分钟，F4/80⁺CFSE⁺巨噬细胞比例（胞葬率）提升，LPM亚群胞葬显著增强，SPM无差异；归一化至总巨噬细胞数后每细胞胞葬能力未变，说明效应源于巨噬细胞丰度增加而非单个细胞功能重编程。MerTK⁺巨噬细胞比例持续升高。

游离线粒体修饰IL-33应答：单独腹腔给予肝来源游离线粒体不诱导MerTK⁺巨噬细胞，但引起嗜酸性粒细胞、肥大细胞、ILC2增加；与IL-33联用仅呈非显著趋势性协同，提示线粒体DAMP不替代IL-33的特异性促胞葬通路。

IL-33诱导腹膜微环境IL-13：给药后3小时与6小时腹膜灌洗液IL-13、GM-CSF、CCL2显著升高，24/48小时回落；3小时分选显示嗜酸性粒细胞Il13 mRNA上调，巨噬细胞与CD4⁺/CD8⁺/CD19⁺淋巴细胞无上调，排除淋巴细胞为主要早期源。

粒细胞而非淋巴细胞是IL-13早期主力：Ficoll富集粒细胞体外经IL-33刺激1小时即产IL-13高于贫粒细胞层；BMMC与骨髓嗜酸性粒细胞在IL-33（10 ng/ml）作用下3小时内均泌IL-13，肥大细胞表面ST2⁺比例与MFI高于嗜酸性粒细胞。HK肥大细胞缺陷鼠3小时腹膜IL-13较野生型显著下降，而ΔdblGATA嗜酸性粒细胞缺陷鼠与野生型无差；HK鼠48小时F4/80⁺CD11b⁺总数正常，但MerTK⁺巨噬细胞尤其是MerTK⁺ LPM绝对数与频率降低。证明肥大细胞是IL-33驱动早期IL-13及继之MerTK诱导的主导细胞，嗜酸性粒细胞有mRNA响应但非必需。

讨论与结论翻译：炎症消退需巨噬细胞胞葬，IL-33单用即经局部快速 transient 升高IL-13（GM-CSF、CCL2伴行）扩张MerTK⁺ LPM/SPM并提升胞葬，机制为ST2⁺驻留粒细胞——肥大细胞为主、嗜酸性粒细胞为辅——迅速转译/分泌IL-13，作用于巨噬细胞上调MerTK，加速凋亡细胞清除，防继发坏死。该通路区别于慢性期Treg/ILC2来源IL-13，揭示sST2升高或肥大细胞耗减关联不良预后的潜在机制，并对2型靶向生物制剂影响胞葬提出警示。结论：IL-33通过关联肥大细胞快速产IL-13的机制促进腹膜巨噬细胞胞葬，为急性与慢性炎症状态下靶向消退通路提供依据。