研究为基于单核细胞的细胞疗法铺平了道路
来自VIB-UGent的研究人员揭示,进入肝脏或肺部巨噬细胞生态位的成年循环单核细胞可以获得与胚胎起源的巨噬细胞相同的组织特异性巨噬细胞功能和自我维持能力。这为巨噬细胞功能障碍相关疾病(如肺泡蛋白沉积症)的单核细胞细胞治疗铺平了道路。使用肺泡蛋白沉积症的小鼠模型,作者证明这种罕见疾病可以通过单一的单核细胞转移治愈。
埃利·梅契尼科夫首次发现巨噬细胞2016年是埃利·梅切尼科夫逝世100周年,但我们对这些迷人的细胞的了解还只是皮毛,它们除了充当免疫系统的哨兵外,还对其居住器官的日常功能至关重要。
到目前为止,科学家们推测,巨噬细胞独特的功能和自我维持能力与其胚胎起源有关。这一假设得到了最近研究的支持,研究表明来源于胚胎祖细胞的巨噬细胞寿命长,自我维持,而来源于成人循环的巨噬细胞单核细胞是短暂的。然而,通过实验验证这一假设具有挑战性,因为不仅是前体,而且它们定植的组织也有很大差异。
在Martin Guilliams的指导下,VIB-UGent的研究人员使用独特的小鼠模型,现在揭示了与胚胎前体相比,循环单核细胞可以获得相同的组织特异性功能和自我维持能力,前提是它们能够进入稳态组织驻留巨噬细胞生态位。Martin Guilliams及其同事使用一种新型模型,允许肝脏栖息的胚胎来源的巨噬细胞(称为Kupffer细胞)特异性耗尽,证明血液单核细胞在单波中定植空的Kupffer细胞生态位,并在2周内迅速分化为与胚胎对应的巨噬细胞相同的巨噬细胞。此外,当转入小鼠肺部时缺乏肺泡巨噬细胞在美国,成年单核细胞和胚胎前体都发育成相同的、功能齐全的肺泡巨噬细胞,能够自我维持并预防疾病长达1年。
Charlotte Scott (VIB/UGent):“这些研究解决了巨噬细胞发育中先天与后天的问题。控制巨噬细胞功能专业化和自我维持能力的主要因素不是巨噬细胞前体的性质,而是巨噬细胞所在组织的培养。每个祖细胞接收组织特异性信号,这些信号赋予它们特定组织的正确巨噬细胞特征。这些信号是什么,哪些细胞产生这些信号仍然未知,但这些是我们正在研究的下一个令人兴奋的问题。”
Martin Guilliams (VIB/UGent):“事实上,这些发现可以预测每个组织中存在数量有限的巨噬细胞壁龛,这些壁龛在出生前就会被胚胎巨噬细胞定殖,并且在成年期只要这些壁龛被占据,循环单核细胞就无法进入。然而,我们的数据表明,如果我们可以通过消耗常驻巨噬细胞来清空这些壁龛,那么循环单核细胞就会迅速定植这些壁龛,一旦它们占据了这些壁龛,就会永远留在这些壁龛中。”
Lianne van de Laar (VIB/UGent):“与胚胎前体不同,循环单核细胞很容易通过献血获得,具有永久植入组织的能力,这一事实为巨噬细胞发挥关键作用的疾病的基于单核细胞的细胞治疗开辟了道路。我们用一种被称为肺泡蛋白沉积症的罕见疾病的小鼠模型证明了这种方法的可行性,因为单一的单核细胞转移能够持久地防止疾病的发展。”
卵黄囊巨噬细胞、胎儿肝脏和成年单核细胞都能在空的小生境中定植,并发育成功能性的组织巨噬细胞,van de Laar等。免疫力2016
组织常驻巨噬细胞的个体发育与稳态,Ginhoux, Guilliams,免疫力2016