Cell:腸道神經元幫助免疫系統調節腸道炎症

2020-12-05 生物谷

2016年1月25日訊 /生物谷BIOON/ --免疫系統主要負責防禦機體可能遭受的感染，因此會始終保持警覺保護機體免受外來威脅，但是免疫系統過度敏感也會造成過度炎症反應並會導致永久性組織損傷，因此保證免疫系統應答的平衡對於機體健康狀況的調節非常重要。一項最新研究發現小腸內的神經元細胞能夠向免疫細胞發送信號，在保護小腸組織免受過度炎症損傷方面發揮重要作用。

相關研究結果發表在國際學術期刊cell上，這項發現對於腸易激症候群等胃腸道疾病的治療具有重要提示意義。

小腸組織中存在著許多類型的免疫細胞，其中包括巨噬細胞，但巨噬細胞也存在不同的群體。固有層巨噬細胞是非常靠近小腸壁的一群細胞，而肌層巨噬細胞則位於小腸組織的更深層部位，距離穿過小腸的物質相對較遠。

在這項研究中研究人員利用一種能夠展現細胞三維結構形態的成像技術直接觀察了上述兩群巨噬細胞之間存在的差別，結果發現這兩群細胞除了在形態和細胞運動方面存在一定差異，研究人員還注意到這些巨噬細胞在小腸神經元周圍的分布也存在差異。

隨後研究人員對這兩群巨噬細胞的基因表達進行了分析，發現固有層巨噬細胞傾向於表達促炎症基因，與之相比，肌層巨噬細胞傾向於表達抗炎症基因，並且在小腸感染發生之後肌層巨噬細胞的抗炎基因表達也會得到增強。

於是研究人員提出一個問題，肌層巨噬細胞對感染產生快速應答的信號來自於哪裡？經過研究之後他們得出結論，其中一部分信號可能來自於肌層巨噬細胞圍繞的神經元。

腸腦軸如何阻止炎症？

在另外一些實驗中，研究人員發現肌層巨噬細胞攜帶了一些細胞表面受體，幫助它們應答神經元產生的去甲腎上腺素信號。研究人員認為這種受體的出現可能是神經信號調節免疫細胞進而阻止炎症反應的一種新機制。

他們還發現肌層巨噬細胞會在感染發生後一到兩小時內發生激活，這一應答速度明顯快於完全依賴免疫系統的應答過程，因此研究人員表示這些位於小腸深層組織內的巨噬細胞接收了神經元產生的信號，即使沒有直接接觸到病原體也能夠對感染產生快速應答。

這項研究對於小腸神經元與巨噬細胞之間的信號交流進行了深入探討，同時提示在一些嚴重的腸道感染過程中，這種交流機制可能得到了阻礙，進而導致了組織損傷以及胃腸道疾病的發生。因此這項研究對於炎症導致的胃腸道疾病治療具有重要提示意義。（生物谷Bioon.com）

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doi:10.1016/j.cell.2015.12.023

Neuro-immune Interactions Drive Tissue Programming in Intestinal Macrophages

Ilana Gabanyi1, 3, 4, Paul A. Muller1, 4, Linda Feighery1, Thiago Y. Oliveira2, Frederico A. Costa-Pinto1, 3, Daniel Mucida1

Proper adaptation to environmental perturbations is essential for tissue homeostasis. In the intestine, diverse environmental cues can be sensed by immune cells, which must balance resistance to microorganisms with tolerance, avoiding excess tissue damage. By applying imaging and transcriptional profiling tools, we interrogated how distinct microenvironments in the gut regulate resident macrophages. We discovered that macrophages exhibit a high degree of gene-expression specialization dependent on their proximity to the gut lumen. Lamina propria macrophages (LpMs) preferentially expressed a pro-inflammatory phenotype when compared to muscularis macrophages (MMs), which displayed a tissue-protective phenotype. Upon luminal bacterial infection, MMs further enhanced tissue-protective programs, and this was attributed to swift activation of extrinsic sympathetic neurons innervating the gut muscularis and norepinephrine signaling to β2 adrenergic receptors on MMs. Our results reveal unique intra-tissue macrophage specialization and identify neuro-immune communication between enteric neurons and macrophages that induces rapid tissue-protective responses to distal perturbations.

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