健康
中性粒细胞:揭示其在炎症性肠病和肠道微生物群相互作用中的多方面作用

  

  

  在最近发表在《自然评论胃肠病学和肝病学》杂志上的一篇综述中,研究人员研究了中性粒细胞在炎症性肠病(IBD)中的多方面作用,并强调了它们与肠道微生物群的相互作用。

  IBD包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,由遗传、微生物和环境因素引起。IBD通常起源于功能缺失突变,导致先天免疫反应降低,抑制微生物群控制,继发性炎症和组织损伤。

  中性粒细胞对先天免疫至关重要,是IBD,尤其是克罗恩病的关键;然而,与t细胞等其他免疫细胞相比,对这些炎症细胞的研究较少。因此,需要进一步的研究来充分了解中性粒细胞在IBD中的复杂作用及其与肠道微生物群的相互作用。

  与以往认为中性粒细胞是同质的观点相反,最近的研究表明,中性粒细胞在健康和疾病中都具有显著的异质性和适应性。这种复杂性在IBD中尤其明显,其中中性粒细胞具有多种表型和功能。这些发现挑战了中性粒细胞作为简单抗菌细胞的传统观点,从而突出了它们在调节免疫反应和与微生物群相互作用中的作用。

  最近的进展导致了几种中性粒细胞亚型的鉴定,包括低密度中性粒细胞(LDNs),正常密度中性粒细胞(NDNs)和肿瘤相关中性粒细胞(TANs)。然而,这些亚型之间的确切功能差异尚不清楚。此外,中性粒细胞独特的激活和成熟状态以及它们对局部组织环境的反应增加了它们的复杂性。

  在IBD中,中性粒细胞对肠屏障防御至关重要,但也有助于慢性炎症和组织损伤。虽然对对抗病原体至关重要,但中性粒细胞向肠黏膜的募集可能导致上皮屏障破坏并加剧炎症。

  中性粒细胞通过释放活性氧(ROS)、细胞毒性颗粒和中性粒细胞胞外陷阱(NETs)来放大免疫反应。这些作用虽然具有抗菌作用,但会造成严重的粘膜损伤。相反,某些中性粒细胞亚群通过帮助组织修复和炎症消退在IBD中发挥保护作用。

  嗜中性粒细胞对IBD的贡献因患者而异,受遗传易感性和当地环境因素的影响。了解这些影响是开发靶向治疗的关键,可以在不损害中性粒细胞基本作用的情况下调节中性粒细胞的功能。

  超过350种IBD易感基因与中性粒细胞功能有关,因此强调了这些细胞在疾病发展中的重要性,特别是在宿主-微生物界面。这些遗传因素影响中性粒细胞行为和微生物群组成,这强调了IBD中微生物-中性粒细胞相互作用的复杂动力学。

  了解中性粒细胞、肠道微生物群和IBD之间复杂的关系对于开发新的治疗策略至关重要。通过针对这种相互作用,有可能通过提供更有效和个性化的方法来解决IBD治疗中未满足的医疗需求。

  中性粒细胞通过平衡肠道微生物群,在炎症期间包裹共生微生物和控制微生物种群,在维持肠道内稳态中发挥关键作用。中性粒细胞向肠粘膜的募集,依赖于趋化受体,如C-X-C基序趋化因子受体2 (CXCR2)和细胞因子,如白细胞介素17 (IL-17),对这种平衡至关重要。值得注意的是,中性粒细胞产生IL-22,从而加强其在结肠炎期间细菌遏制和支持上皮修复中的作用。

  慢性中性粒细胞浸润可显著改变肠道环境。它们释放的活性氧为肠杆菌科等病原体创造了有利的环境。

  中性粒细胞颗粒释放抗菌肽(amp),通过改变局部免疫和影响微生物群组成与微生物群相互作用。这些机制构成了人体“营养免疫”的一部分,其中中性粒细胞调节必需微量营养素的生物利用度,以操纵不同细菌种类的生长。

  在正常情况下,微生物群对中性粒细胞的功能有显著影响,从而影响中性粒细胞的发育、募集、激活和成熟。这种关系在炎症性疾病中变得明显,如IBD,微生物群和免疫细胞之间的直接相互作用加强。

  微生物群对骨髓中性粒细胞的产生有直接的影响。来自微生物群的因素,包括toll样受体(TLRs)配体和核苷酸结合寡聚化结构域蛋白(NODs),从肠道到骨髓,从而影响骨髓形成。这条肠-骨髓轴显示了微生物群在调节免疫细胞产生中的整体作用。

  微生物群也影响中性粒细胞的活化和成熟。在各种实验模型中,微生物多样性的改变已被证明会影响中性粒细胞的募集和反应。

  例如,中性粒细胞可以选择性地对不同的细菌脂多糖(LPS)做出反应,从而影响它们的NETosis过程。此外,益生菌如鼠李糖乳杆菌GG菌株被发现可以抑制中性粒细胞的激活,从而证明微生物源性因子可能调节中性粒细胞的功能。

  短链脂肪酸(SCFAs),如丙酸酯、醋酸酯和丁酸酯,在影响免疫反应,包括中性粒细胞的免疫反应中起着重要作用。这些代谢物影响中性粒细胞凋亡、ROS产生和吞噬活性。其他微生物衍生的代谢物,包括胆汁酸和色氨酸分解代谢物,也可以调节肠道环境,间接影响中性粒细胞的募集和激活。

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