Cell：世界上首次實時揭示肺泡巨噬細胞與細菌之間的戰鬥

在一項新的研究中，來自加拿大卡爾加裡大學的研究人員發現了如何捕捉肺部免疫細胞的「活」圖像。他們是世界上首次找到一種方法來實時記錄免疫系統如何與影響小鼠肺部肺泡的細菌進行戰鬥。這一發現為人們提供了關於免疫系統的清潔工---所謂的肺泡巨噬細胞---的新見解。肺泡巨噬細胞曾經被認為是靜止不動的，如今他們觀察到它們在發揮作用，在肺泡空間上、之間和周圍移動，以便尋找細菌和病毒。相關研究結果近期發表在Cell期刊上，論文標題為「Patrolling Alveolar Macrophages Conceal Bacteria from the Immune System to Maintain Homeostasis」。

圖片來自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.08.020。

論文共同通訊作者、卡爾加裡大學的Paul Kubes博士說，「巨噬細胞會移動是有道理的，但我們只能假設是這樣，這是因為我們無法觀察到它們的行動。如今我們可以做到這一點。肺部中的肺泡比巨噬細胞多得多，這些微小的清潔工能非常有效地保護每個肺泡。」

這些研究人員表示，巨噬細胞所做的工作非常簡單。想像一下一家旅館，在那裡，房間比清潔人員多。清潔人員利用走廊打掃衛生，保持物品整齊。在肺部內部，有一條走廊提供了肺泡之間的空間。巨噬細胞利用這個空間四處移動，破壞任何外來顆粒，包括影響肺泡的細菌和病毒。

這些研究人員需要克服三大障礙，才能捕捉到這種免疫細胞在發揮功能時的實時圖像。他們需要開發一種從空氣到液體再到空氣的圖像捕捉方法，他們需要讓肺部在足夠長的時間內保持穩定以便獲得清晰的圖像，他們需要找到一種方法來識別和標記肺泡巨噬細胞。

論文第一作者、卡爾加裡大學博士生Arpan Neupane說，「這項研究是全世界科學家們多年研究的結晶。我們把所有的東西都整合在一起，結合併完善了許多成像技術。即使在六年前，這卻是不可能實現的。」

觀察到巨噬細胞發揮作用的能力還揭示了另一些東西：這些研究人員看發現強大的肺泡巨噬細胞變得癱瘓，並停止執行它們的重要任務。

Kubes說，「我們知道，當有人與嚴重的感染作鬥爭時，特別是像流感病毒或SARS-CoV-2這樣的呼吸道病毒，他們經常會遭受繼發感染，這可能會導致死亡。通過這種新的成像技術，他們能夠觀察到在這個過程中，肺泡巨噬細胞發生了什麼。」

事實證明，在抗擊感染的過程中，到了一定的時候，高效的巨噬細胞會變得癱瘓，使得新的感染更容易站穩腳跟和發展壯大。

Kubes說，「我們研究的下一步是找出為什麼會發生這種情況，這樣我們就可以開發出有針對性的療法來啟動巨噬細胞再次發揮作用。」