白细胞在清除死亡的肝细胞方面起着意想不到的作用

一种通常与对外来颗粒的免疫反应有关的白细胞可能在清除经历了凋亡的肝细胞(细胞被编程以受控方式死亡)方面发挥另一种作用。

这项研究今天以预印本的形式发表eLife，为中性粒细胞破坏提供了编辑们所描述的确凿证据肝细胞通过在细胞中挖洞来经历细胞凋亡——作者称之为“穿孔细胞增多症”。研究结果还表明，中性粒细胞的缺乏可能是人类自身免疫性疾病的原因之一肝疾病(AIL)，这对新的治疗策略有潜在的影响。

在成人体内，每天有数十亿个凋亡细胞被一组称为吞噬细胞的免疫细胞清除。中性粒细胞约占人体白细胞总数的50-70%，是一种吞噬细胞。然而，与其他吞噬细胞不同，它们被广泛认为不属于凋亡细胞，因为它们促进炎症，从而损害附近的健康细胞和组织。目前的研究结果挑战了这一假设。

中国四川大学华西医院生物治疗和癌症中心国家重点实验室神经外科副研究员、联合第一作者曹陆阳说:“尽管凋亡细胞的特征很好，但它们在人类样本中不常见，可能是因为它们被吞噬细胞非常有效地去除了。”“这意味着，负责清除凋亡细胞的特定吞噬细胞仍然未知，我们不知道它们是否针对体内的不同组织。”

为了鉴定肝脏中负责清除凋亡细胞的吞噬细胞，研究小组从肝细胞癌或肝血管瘤引起的肿瘤患者的肝组织中获得了细胞。他们使用了两种不同的染色技术来确认样本中哪些细胞发生了凋亡。

在来自32名患者肝脏的281个凋亡肝细胞中，研究小组注意到每个细胞都被多达22个中性粒细胞的存在填满。此前曾有人提出，一种名为Kupffer细胞的吞噬细胞负责清除凋亡的肝细胞，但当研究人员在样本中寻找Kupffer细胞时，他们发现存在很少的Kupffer细胞。

因此，他们假设中性粒细胞是主要的吞噬细胞，通过他们称之为穿孔细胞增多症的过程去除死亡的肝细胞。这与大多数其他吞噬细胞所使用的吞噬凋亡细胞的通常过程形成对比。

为了确认中性粒细胞清除凋亡肝细胞的机制，研究小组试图使用活体显微镜(一种活体成像技术，可以实时观察生物体内的生物过程)在小鼠肝脏中可视化这一过程。他们用一种叫做膜联蛋白V的蛋白质标记肝细胞，用一种抗ly6g抗体标记中性粒细胞。

与他们在人类样本中的发现一致，研究小组观察到中性粒细胞钻入并清除小鼠死亡的肝细胞。这个过程快速而严格，死亡细胞在4到7分钟内被完全消化。

中国复旦大学生命科学学院基因工程国家重点实验室助理教授、联合通讯作者Hexige Saiyin说:“我们发现中性粒细胞能深入并清除凋亡的肝细胞，这有助于解决围绕凋亡清除过程的一些谜团。”

接下来，研究小组试图研究减少小鼠体内的中性粒细胞数量是否会影响凋亡肝细胞的清除。在中性粒细胞减少的小鼠肝脏细胞样本中，凋亡细胞的百分比显著高于正常小鼠(分别为0.92%和0.2%)，这表明中性粒细胞减少损害了凋亡细胞的清除。他们还注意到在中性粒细胞减少的小鼠中存在其他吞噬细胞，这意味着在中性粒细胞缺乏的情况下，其他吞噬细胞具有代偿作用。

凋亡细胞的清除缺陷通常与自身免疫性疾病有关，如AIL。在中性粒细胞减少的小鼠中，研究小组注意到自身抗体(错误地攻击人体自身的免疫细胞)的增加健康的细胞而不是像病毒或细菌这样的异物。

这种增加不受抗生素治疗的影响，只存在于中性粒细胞耗尽的小鼠，而不存在于其他吞噬细胞耗尽的小鼠。这意味着中性粒细胞耗竭与受损的凋亡肝细胞清除有关，随后，自身抗体的产生可能导致AIL疾病。研究小组通过分析AIL患者的活检样本，巩固了这一发现。他们再次发现，在每位患者中，中性粒细胞介导的凋亡细胞清除功能受损。

作者说，需要更多的研究来更好地了解穿孔细胞症的过程和意义，以及除了肝脏以外的其他器官是否也发生穿孔细胞症。接下来重要的一步是如何将这种新发现的凋亡清除机制应用于AIL的临床治疗。

“由于无法清除死亡细胞与炎症和自身免疫性疾病有关，因此进一步深入了解其关键作用中性粒细胞凋亡清除的作用可能对这些疾病的治疗有重要意义。我们最近筛选并鉴定了几种显著增强中性粒细胞穿孔细胞症的化合物，并在小鼠模型中证明了治疗AIL的巨大价值。”资深作者徐靖松总结道。