毛囊中单核细胞与中性粒细胞的相互作用调控接触性皮炎中中性粒细胞经表皮迁移的机制及意义

《Communications Biology》：The crosstalk of monocyte-neutrophil in hair follicles regulates neutrophil transepidermal migration in contact dermatitis

在皮肤疾病中，中性粒细胞经表皮迁移（NTEM）机制不明。海南大学等机构的研究人员构建三色荧光标记嵌合小鼠，研究 NTEM 过程及细胞间相互作用。结果显示，单核细胞通过调节 MMP-9 促进 NTEM，该研究为炎症性皮肤病治疗提供新视角。

　　在人体的免疫系统中，中性粒细胞是极为重要的 “防御卫士”，在免疫防御、伤口愈合等过程中发挥着不可或缺的作用。然而，当它在表皮过度聚集时，却会引发多种皮肤疾病，像银屑病、特应性皮炎以及接触性皮炎等。一直以来，中性粒细胞从真皮迁移到表皮的具体机制，以及单核细胞与中性粒细胞在真皮中的相互作用，都是困扰科研人员的谜题。为了解开这些谜团，海南大学联合华中科技大学的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Communications Biology》上。

研究人员构建了三色荧光标记的骨髓（BM）嵌合小鼠，以此来观察中性粒细胞、单核细胞和角质形成细胞在小鼠刺激性接触性皮炎（ICD）模型中的动态相互作用。该研究主要运用了活体成像技术、细胞分离与流式细胞术、基因敲除和抑制剂实验、定量 PCR 分析以及明胶酶谱分析等关键技术方法。通过构建嵌合小鼠模型，利用不同荧光标记区分细胞类型；采用活体成像实时观察细胞行为；运用基因敲除小鼠和抑制剂探究关键分子作用；借助定量 PCR 和明胶酶谱分析相关基因和蛋白表达水平。

研究结果如下：

1. 构建并验证嵌合小鼠模型：通过杂交不同品系小鼠，研究人员成功构建了三色荧光标记的 BM 嵌合小鼠。利用该模型，在 ICD 模型中，可清晰区分真皮中的单核细胞（GFP⁺）、中性粒细胞（RFP⁺GFP^-）和表皮中的角质形成细胞（YFP）。经流式细胞术验证，标记准确率超 90%，表明该模型能有效用于研究体内单核细胞 - 中性粒细胞行为及 NTEM。
2. 单核细胞对 NTEM 的影响：在 ICD 小鼠模型中，活体成像显示真皮中性粒细胞在 NTEM 过程中持续向毛囊（HF）区域迁移，并在该区域表现出受限运动。HF 区域的中性粒细胞荧光强度积分密度是毛囊间（inter - HF）区域的 3.24 倍，且迁移速度更慢、停滞系数更高。同时，单核细胞在 HF 区域也呈现受限运动，且与中性粒细胞分布相近，60.54% 的中性粒细胞和 61.53% 的单核细胞距 HF 区域小于 30μm。通过静脉注射氯膦酸脂质体（Clod - Lipo）耗尽循环单核细胞后发现，NTEM 过程受到抑制，表皮中性粒细胞浸润显著减少，NTEM 比率从 1.56±0.35 降至 0.14±0.03，表明单核细胞在促进 NTEM 中发挥重要作用。
3. MMP - 9 在 NTEM 中的关键作用：基质金属蛋白酶（MMPs）被认为在白细胞穿越组织膜过程中起重要作用。研究人员利用广谱 MMP 抑制剂（GEM6001）处理小鼠，发现 NTEM 受到阻碍，NTEM 比率从 0.90±0.15 降至 0.47±0.14。进一步研究发现，Mmp9 基因敲除小鼠在 ICD 模型中，耳部肿胀明显减轻，表皮中性粒细胞显著减少，NTEM 比率从 0.84±0.14 降至 0.27±0.03，证实 MMP - 9 在 NTEM 过程中起关键促进作用。同时，单核细胞的耗尽会下调皮肤中 MMP - 9 的表达，暗示真皮单核细胞可能通过调节中性粒细胞内 Mmp9 表达影响 NTEM。
4. CXCL2 和 TNF - α 对 NTEM 的调节作用：在 ICD 炎症环境下，研究人员发现单核细胞是 TNF - α 和 CXCL2 的重要来源。单核细胞耗尽会抑制这两种细胞因子的产生。通过基因敲除和抗体阻断实验表明，TNF - α 和 CXCL2 对 NTEM 至关重要。Tnf 基因敲除小鼠的 NTEM 显著受抑制，NTEM 比率从 0.84±0.14 降至 0.33±0.04；阻断 CXCL2 或抑制其受体 CXCR2，可使 NTEM 比率明显降低，同时中性粒细胞内 Mmp9 表达也显著下调。
5. 单核细胞释放的细胞因子促进中性粒细胞 MMP - 9 表达：体外共培养实验显示，重组 TNF - α 和 CXCL2 刺激纯化的 BM 中性粒细胞，CXCL2 能显著上调 MMP - 9 水平。皮肤浸润的炎症单核细胞与中性粒细胞共培养，可增加中性粒细胞释放的 MMP - 9。Tnf 基因敲除或 Cxcl2 基因敲低的单核细胞与中性粒细胞共培养，MMP - 9 分泌水平降低，表明单核细胞释放的 TNF - α 和 CXCL2 在刺激中性粒细胞分泌 MMP - 9、介导 NTEM 过程中发挥重要作用。

研究结论和讨论部分指出，该研究成功构建了多荧光内源性标记转基因小鼠模型，用于体内研究中性粒细胞 - 单核细胞 - 角质形成细胞的相互作用。研究发现，在 ICD 中，单核细胞来源的细胞因子 TNF - α 和 CXCL2 刺激中性粒细胞，使其分泌 MMP - 9 降解胶原蛋白，从而实现 NTEM。这一成果为理解真皮单核细胞在病理皮肤环境中调节 NTEM 的机制提供了直观证据，为炎症性皮肤病的治疗开辟了新方向，有望通过靶向单核细胞介导的中性粒细胞向表皮浸润来改善相关疾病的治疗效果。不过，该研究也存在一定局限性，如未测试肥大细胞或成纤维细胞在 NTEM 过程中的作用，未来还需进一步深入探究。