Cell子刊：新知！这个“反面角色”竟然在肠道中发挥如此重要的作用...
来源: 中国生物技术网
人体粒细胞包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。其中嗜酸性粒细胞是人体白细胞的组成成分，来源于骨髓的造血干细胞。它也是今天的主角。嗜酸性粒细胞属于多功能粒细胞，它既是免疫反应期间极为重要的效应细胞，具有杀伤细菌、寄生虫的功能；同时也参与过敏反应。在健康人群中，嗜酸性粒细胞约占白细胞的1-2%；但在严重过敏人群中，这一数字会显著增加。嗜酸性粒细胞还会释放引起组织损伤，促进炎症进展的物质。因此，一直以来，嗜酸性粒细胞被认为是个“反面角色”。十多年前，科学家们发现最大的嗜酸性粒细胞群竟然会常驻在肠道中，占肠道白细胞的10%-30%。这么多破坏组织的“反面角色”为什么会在这么重要的“第二大脑”中存在？它们究竟在干些什么？此后，科学家们一直在寻找答案，但截至目前，这些问题仍难以捉摸。2022年6月15日，发表在《Immunity》上的一项新研究中，来自卡尔加里大学领导的国际研究团队发现，嗜酸性粒细胞在促进宿主和肠道微生物组（肠道菌群）之间共生相互作用方面扮演了极为关键的角色。这颠覆了科学家们对嗜酸性粒细胞功能的常规认知。毫无疑问，这一发现将会激发对这些相对稀有细胞的更深入研究，从而为嗜酸性粒细胞相关疾病的干预措施提供新的治疗靶点
早期对嗜酸性粒细胞的研究主要集中在其对蠕虫感染的反应或在过敏性疾病（包括哮喘和嗜酸性食管炎）的病理生理过程中的作用。最近的研究发现，嗜酸性粒细胞主要分布在胃肠道。在妊娠晚期和生命早期，它们就被募集到肠道，并且这一行为与肠道菌群无关。肠道嗜酸性粒细胞参与其他免疫细胞群的免疫调节和维持，尤其是在小肠内；但它们是否会影响小肠的正常生理功能仍是未知的。在这项新研究中，研究人员利用无菌动物模型和3D显微镜研究了嗜酸性粒细胞在小肠中的潜在作用。他们发现，在稳态期间，嗜酸性粒细胞就已在小肠中富集，并以独立于微生物组的方式募集。结肠嗜酸性粒细胞早在胚胎第17.5天就被募集。无菌小鼠和定植病原体的小鼠具有相似的嗜酸性粒细胞数量。这与此前的研究结果一致。
绿色为嗜酸性粒细胞
虽然嗜酸性粒细胞的募集不需要肠道菌群，但微生物定植导致了嗜酸性粒细胞的更新和活化。研究人员还发现嗜酸性粒细胞协调肠道对细菌的反应。它们限制了炎症，从而进一步限制了组织损伤。造成这种损伤的最重要因素是小肠绒毛。小肠绒毛是排列在小肠内部的绒毛状结构（见下图）。它的作用是扩大肠道表面积，以帮助身体在食物经过消化道时吸收各种营养物质，同时也起到过滤物质的作用。肠道在应对微生物定植时会发生重大的形态和生理改变，与定植复杂肠道菌群的小鼠相比，无菌小鼠表现出小肠绒毛变薄变短、通透性下降和肠道蠕动能力降低。
该研究共同通讯作者、瑞士联邦理工学院全球健康研究所Nicola Harris博士解释说：“我们发现嗜酸性粒细胞保持了小肠绒毛的完整性。可以说，没有它们，小肠绒毛将变得更短，脂质等营养摄取量会减少。所以，嗜酸性粒细胞在帮助维持这个吸收区域，以允许从饮食中提取适当水平的营养物质。”此外，该研究还发现，缺乏嗜酸性粒细胞的小鼠在微生物定植后小肠绒毛显著变短、肠道通透性增加和肠道蠕动失调；而移植体外骨髓来源的嗜酸性粒细胞可以挽救因缺乏这些细胞的小鼠导致的肠道稳态丧失。这一发现揭示了一个意想不到的功能，即嗜酸性粒细胞是宿主适应肠道细菌存在的关键调节因子。Harris说：“嗜酸性粒细胞比我们之前认为的要复杂得多，它们正在做很多我们以前完全没有探索过的事情。从现在开始，我们需要用一种完全不同的角度来思考它们的作用。”该团队表示，有必要进一步研究微生物或炎症驱动的不同嗜酸性粒细胞亚群激活的机制。了解这些机制可以深入了解肠道稳态与疾病的驱动因素，并可能为嗜酸性粒细胞相关疾病的干预提供新的治疗靶点。
