Cell揭示巨噬细胞新功能

　　

生物通报道  了解免疫系统细胞在健康消化道中所起的作用，以及它们与邻近神经细胞的互作机制，有可能促成针对肠道易激综合症（irritable bowel syndrome，IBS）的新疗法。近日来自宾夕法尼亚州立大学医学院的研究人员与其他的科学家们报道称，发现巨噬细胞在调控结肠收缩，推动消化物质通过消化道中起作用。

肠肌层中包含有一种特殊的巨噬细胞。尽管已知这些细胞与腹部手术后的炎症有关联，对于它们在正常结肠功能中的作用却并不清楚。
 
“由于很难从肠组织中分离出肌层巨噬细胞，对于这些细胞的功能知之甚少，”微生物学和免疫学助理教授Milena Bogunovic说。

消化物质借助于肠肌的收缩和舒张移动通过肠道。这些收缩的模式和频率受到来自肠神经系统信号的控制。而在肠易激综合征患者中，这些信号过度激活，放大了刺激。

研究人员开发了一种方法耗尽小鼠肠道中的肌层巨噬细胞来确定它们的功能。他们将研究结果发表在7月17日的《细胞》（Cell）杂志上。
 
“我们观察发现，耗尽巨噬细胞后正常的肠道运动发生紊乱，这有可能是由于肌肉收缩不协调所致，表明巨噬细胞调控了肠道运动，”Bogunovic说。
 
在确证了巨噬细胞在消化道功能中的作用后，研究人员调查了这种调控发生的机制。他们比较了不同类型巨噬细胞的遗传密码，找到了一些在肌层巨噬细胞中高度活跃的非免疫基因，鉴别出了BMP2。BMP2是控制器官发育的一个蛋白质家族的成员。

阻断BMP2的作用重现了移除巨噬细胞所产生的影响，证实这一蛋白质调控了肠道运动。研究人员证实，BMP2激活了相邻神经细胞——肠神经元表达的BMP受体（BMPR）。肠神经元则转而分泌了一种叫做CSF1的蛋白来支持巨噬细胞。

“两种完全不同的细胞类型相互帮助推动了一个关键的功能，调控了肠道生理学，”Bogunovic说。

研究人员发现，肠道中一些有助健康消化的 “好”细菌协调了两种细胞类型之间的相互作用。给予小鼠抗生素来杀死这些细菌，会阻断巨噬细胞和神经元之间的通讯，导致BMP2和CSF1生成下降，肠道收缩受到破坏。

在小鼠中恢复这些“好”细菌，则逆转了巨噬细胞和神经元之间的错误通讯，表明巨噬细胞和神经系统之间的对话可随细菌环境变化而发生改变。

肠道中细菌环境的改变是肠道易激综合症的一个潜在病因。

“通过更好地了解神经系统细胞、肌层巨噬细胞和来自于肠道内部的信号之间的相互影响，我们或许能够找到一些肠道易激综合症的防治新方法，”Bogunovic说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Crosstalk between Muscularis Macrophages and Enteric Neurons Regulates Gastrointestinal Motility

Intestinal peristalsis is a dynamic physiologic process influenced by dietary and microbial changes. It is tightly regulated by complex cellular interactions; however, our understanding of these controls is incomplete. A distinct population of macrophages is distributed in the intestinal muscularis externa. We demonstrate that, in the steady state, muscularis macrophages regulate peristaltic activity of the colon. They change the pattern of smooth muscle contractions by secreting bone morphogenetic protein 2 (BMP2), which activates BMP receptor (BMPR) expressed by enteric neurons. Enteric neurons, in turn, secrete colony stimulatory factor 1 (CSF1), a growth factor required for macrophage development. Finally, stimuli from microbial commensals regulate BMP2 expression by macrophages and CSF1 expression by enteric neurons. Our findings identify a plastic, microbiota-driven crosstalk between muscularis macrophages and enteric neurons that controls gastrointestinal motility.