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巨噬细胞在腹部粘连产生中起着决定性的作用

2021-03-13 13:54:12来源:生物谷阅读数:0
核心提示:腹部的疤痕称为粘连(adhesions),是在炎症或手术后形成的。它们可能会引起慢性疼痛和消化问题,导致女性不孕,甚至有潜在的威胁生命的后果,如肠梗阻。

腹部的疤痕称为粘连(adhesions),是在炎症或手术后形成的。它们可能会引起慢性疼痛和消化问题,导致女性不孕,甚至有潜在的威胁生命的后果,如肠梗阻。如果发生粘连,必须再次手术。它们也增加了后续手术干预的难度。这给患者带来了巨大的痛苦,也给医疗系统带来了巨大的经济负担。仅在美国,腹腔粘连每年就造成23亿美元的医疗费用。

对粘连病因的认识还不全面,也没有治疗方法。瑞士伯尔尼大学生物医学研究系的Daniel Candinas说,“由于这种疾病在很大程度上被研究忽视,我们在伯尔尼启动了这个项目,以了解更多关于粘连的产生。”人们已经猜测,特殊的免疫细胞,称为巨噬细胞,在腹腔粘连产生中起着决定性的作用。Candinas和伯尔尼大学生物医学研究系的Joel Zindel在一项新的研究中证实了这一点。相关研究结果发表在2021年3月5日的Science期刊上,论文标题为“Primordial GATA6 macrophages function as extravascular platelets in sterile injury”。

巨噬细胞在腹部粘连产生中起着决定性的作用
图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abe0595。

随后,Zindel在加拿大卡尔加里大学的Paul Kubes课题组继续研究。得益于Zindel的临床专业知识和Kubes课题组的专门技能,这些作者才有可能开发出一种新的成像系统,使用最先进的显微镜,可以看到活体内部的情况。这使他们能够在腹腔中的巨噬细胞形成随后导致粘连的形状时通过成像现场捕捉到它们。他们还描述了这背后的分子机制。

开发的新技术

巨噬细胞存在于所谓的腹膜液中。巨噬细胞被动地在这种液体中游动,就像海中的浮游生物一样。它们的任务包括消灭病原体,同时也要尽快封住腹腔内的损伤。

它们如何识别损伤并在那里移动,直到现在还不清楚。由于这些细胞在试管中的行为与它们在体内的行为非常不同,Zindel和Kubes开发了一种新的显微镜技术,使得他们能够利用腹壁最薄的部分作为窗口,观察这些巨噬细胞的“原生栖息地”---腹膜腔,并拍摄它们的移动过程。

当巨噬细胞失去控制

当腹腔内有损伤时,巨噬细胞会在几分钟内聚集起来,形成凝块样结构。通过这种方式,它们封住了损伤。正如Zindel和Kubes领导的这项研究所发现的那样,这背后的分子机制是基于特殊的、非特异性的受体,这些受体可以识别各种结构。仅仅通过呼吸或消化运动在腹膜液中移动,这些受体的作用是在损伤周围启动凝结。然而,对于较小的损伤来说很好用的东西,对于大的损伤(比如手术打开腹壁,或者插入植入物)来说就成了问题。Zindel解释说,“在较大的损伤中,巨噬细胞失去控制---凝块不会停止生长并形成长丝。我们能够发现这些长丝是导致粘连的原因。”

这可能有进化的原因:巨噬细胞经过进化优化,能够很好地应对小的损伤。Zindel说,“让我们举个例子,一个猎人被鹿角所伤。巨噬细胞会尽快封住所有的内部伤口---这是唯一的生存方式。”然而,当腹部手术期间空气进入腹腔或植入异物时,巨噬细胞就会不堪重负,这是因为进化没有让它们为这一挑战做好准备。Zindel解释说,“在这种情况下,巨噬细胞变得有害,并导致粘连。”

申请专利

这些作者发现,当小鼠体内相应的受体受到阻断后,这会导致腹腔粘连减少。因此,他们已经申请了一项专利,要求利用活性成分对抗粘连。这些研究结果与许多研究领域相关,因为没有其他免疫细胞像腹腔内的巨噬细胞一样被迅速招募。类似的机制可能存在于其他腔体,如心脏或肺部,或者不仅可能在损伤中发挥作用,而且还可能在诸如腹腔肿瘤之类的疾病中发挥作用。

Candinas说,“这是实验室研究如何具有高转化价值的一个例子。”这些作者如今将在业界寻找合作伙伴,并希望他们也能在人体组织中验证活性成分的功效。比如,未来可以在手术前给患者服用一种抑制巨噬细胞反应、抑制粘连形成的药物。

参考资料:

1.J. Zindel et al. Primordial GATA6 macrophages function as extravascular platelets in sterile injury. Science, 2021, doi:10.1126/science.abe0595.

2.Sarah E. Herrick et al. Surgical adhesions: A sticky macrophage problem. Science, 2021, doi:10.1126/science.abg5416.

3.Controlling adhesions in the abdomen
https://medicalxpress.com/news/2021-03-adhesions-abdomen.html


责任编辑:牛建云

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