腸道作為一種特殊的器官，不同區域具有不同的解剖和生理作用，控制營養物質、電解質和水從腸腔吸收進入血液循環，並阻止有毒管腔物質的吸收。腸屏障的破壞可導致多種病理變化，從營養剝奪和炎症性腸道疾病到膿毒症，甚至導致多器官衰竭。其中，遠端結腸在液體吸收過程中尤為重要，因此結腸黏膜必須嚴格調節液體吸收，以避免有毒真菌代謝物進入上皮細胞並進一步進入血液循環。但具體的調控作用機制尚不清楚。
近日，來自法國巴黎PSL研究大學居裡研究所的Ana-Maria Lennon-Duménil和Danijela Matic Vignjevic課題組研究人員在Cell發表題為Macrophages Maintain Epithelium Integrity by Limiting Fungal Product Absorption的研究論文，他們發現巨噬細胞結腸-微生物群相互作用中至關重要，可通過限制真菌產物的吸收來維持上皮的完整性。
DOI: 10.1016/j.cell.2020.08.048
腸道免疫系統是高度分區的，不同類型的細胞沿著腸道梯度分布。研究人員首先使用CD64DTR小鼠模型耗竭巨噬細胞，並評估了上皮的狀態，發現巨噬細胞耗竭導致遠端結腸上皮細胞大量凋亡，提示巨噬細胞可能特異性地促進遠端結腸上皮細胞的存活。
巨噬細胞調控遠端結腸上皮細胞的存活和屏障完整性
研究人員發現遠端結腸中，巨噬細胞在上皮細胞之間有「氣球樣」突起（BLP）。在耗竭巨噬細胞或沒有BLP時，上皮細胞會不斷吸收含有真菌產物的液體，從而導致其死亡並隨後喪失上皮屏障完整性。
巨噬細胞在上皮細胞之間的「氣球樣」突起（BLP）
進一步實驗中，研究人員發現，BLP+巨噬細胞高表達CD11c。在鑑定BLP+巨噬細胞的特異性基因後，研究人員發現，與BLP-巨噬細胞相比，BLP+巨噬細胞中分別有88個表達上調的基因和122個表達下調的基因。在這些基因中，有幾個基因可能與微生物區系識別和結腸中的炎症的發生直接或間接相關，如lgal3、plaur、Il1b、Ilr2和CD9。
單細胞測序的結果表明，結腸BLP+巨噬細胞屬於一個特定的巨噬細胞亞群，該亞群在遠端結腸富集，與上皮細胞形成緊密的相互作用，可能受微生物區系的影響。
腸道真菌促進BLPs的形成，巨噬細胞對真菌毒素誘導的上皮細胞死亡有保護作用，並且BLP在該過程中發揮了重要作用。
巨噬細胞作用模式圖
總的來說，研究人員首次描述了迄今尚未發現的遠端結腸中一類特殊的巨噬細胞亞群，並揭示了該巨噬細胞在維持結腸-微生物群穩態中驚人的重要作用，它們幫助上皮細胞在滲透壓、糞便凝固和微生物負荷升高的環境中保持其完整性。關於BLP+巨噬細胞如何調節上皮細胞進行液體吸收的穩態，以及這種機制的改變是否會導致IBD和癌症等病理改變，研究人員表示隨後將進行深入的研究。
End
參考資料：
[1] Macrophages Maintain Epithelium Integrity by Limiting Fungal Product Absorption.
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