巨噬細胞和神經「肝膽相照」,一同助力骨骼修復

2021-01-21 澎湃新聞
巨噬細胞和神經「肝膽相照」，一同助力骨骼修復

2020-06-27 19:08 來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

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作者：竹子

導言：免疫細胞在骨骼修復中顯然很重要，但美國一項新研究發現有個重要角色可參與了修復過程，那就是巨噬細胞（白細胞）。它會跟神經纖維進行「對話」，配合交代敵人的來襲，促使骨頭癒合。

近日，美國霍普金斯大學醫學院發現，巨噬細胞通過炎症提醒免疫系統對外來入侵者免疫，可以使受傷的骨骼的神經再生。該研究發表在《細胞報告》上。

2019年12月，約翰霍普金斯大學醫學院的一個研究人員團隊在小鼠中證明，修復骨折需要在整個受傷區域產生、生長和擴散神經細胞或神經元。他們表明，這部分依賴於一種稱為神經生長因子（NGF）的蛋白質。現在，研究人員已經更深入地研究了這個過程，以便更好地了解神經和免疫系統如何與NGF協同工作，從而使骨骼修復過程中的神經再生。

2020年5月26日，《細胞報告》雜誌上發表的一項新研究中，研究人員再次在小鼠中發現，原肌球蛋白受體激酶A（TrkA）和NGF兩種蛋白結合在一起，竟可以刺激神經支配（供應的神經），然後在受傷的部位再刺激新骨生長。令人驚訝的是，在這一過程中，最重要的NGF竟是巨噬細胞（即白細胞）在第一時間內發送急報給免疫系統的。巨噬細胞通過炎症提醒免疫系統，讓「守衛軍」們對外來入侵者免疫，然後吞噬攻擊者的殘骸，趕盡殺絕。

當骨頭受傷時，NGF會大量釋放。這會激活感覺神經，使其生長到受傷的組織中。這些感覺神經扮演著多種角色，一邊作為哨兵，吹響身體疼痛的哨聲，提醒骨骼的斷裂；一邊作為協調員，調節骨骼的癒合。

為了確定修復骨骼的機制，研究人員從每隻小鼠身上取出了同一小塊頭骨。通過操縱不同小鼠中NGF-TrkA信號通路的各個步驟，研究小組發現：（1）NGF的釋放與神經支配的開始是一致的；（2）骨損傷會刺激NGF的產生增加，（3）損傷部位的炎症會促使巨噬細胞產生NGF（由炎症過程中釋放的化學信號吸引），（4）NGF的增加會引起受傷的組織中新神經的形成，（5）破壞NGF的產生會減少神經支配並損害顱骨再生（6）巨噬細胞產生的NGF是修復骨所需的神經營養物質。

A）電腦斷層掃描圖像顯示受傷14天後小鼠顱骨中的骨骼再生長（黑色虛線是去除的骨骼的原始部分）；（B）骨修復圖像（去除的原始部分在白色箭頭之間）顯示NGF的表達（綠色）;（C）B中用虛線白框表示的部分的高放大倍率圖像（C中的白虛線是癒合骨的邊緣）。

研究人員表示，現在知道神經生長和骨骼修復是相互聯繫的過程。知道這一點，他們也許能夠找到方法來最大化人的先天治癒能力。開發改善骨骼癒合的新方法將使許多人受益，尤其是老年人，畢竟摔一跤可比突發心臟病去見閻王爺的機率高。

參考：

【1】https://medicalxpress.com/news/2020-06-nervous-immune-bone.html

【2】 Carolyn A. Meyers et al. A Neurotrophic Mechanism Directs Sensory Nerve Transit in Cranial Bone, Cell Reports (2020). DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107696

原標題：《【Cell子刊】新發現！巨噬細胞和神經「肝膽相照」，一同助力骨骼修復》

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