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Immunity:质谱流式揭示粒细胞发育及功能

来源:生物谷 2018-03-23 16:31

在人的外周血中,中性粒细胞(Neutrophils)约占白细胞总数的50%~70%,是人体天然免疫的重要组成部分。另一方面,中性粒细胞在快速的更新之中,数据表明它们在外周血中的半衰期只19小时(Lahoz-Beneytez et al., 2016; Tak et al., 2013),因此中性粒细胞必需持续的得到补充,如果这种产生机制出现问题,将会危及生命。(Summers et al., 2010).

虽然已知嗜中性粒细胞来源于粒细胞—巨噬细胞祖细胞(GMP),但是从GMP分化为具备功能的成熟的嗜中性粒细胞的过程尚不十分清楚。

新加坡SigN (Singapore?Immunology?Network)?研究所的Evrard等人利用质谱流式(CyTOF)技术,通过同时检测40个表面标志物的表达情况, 对小鼠骨髓样本进行了系统的亚群分析,并细致研究了粒细胞分化过程中细胞的表型和功能变化。

Figure 1. Mass Cytometry Reveals Proliferative Neutrophils with Distinct Phenotypic Signatures

IdU可以标记正在合成DNA的细胞,因此常被用来识别增殖细胞。作者利用质谱流式分别对骨髓样本中增殖状态和非增殖状态的细胞进行表型分析,揭示了骨髓中正在增殖和非增殖中性粒细胞间的表型差异。

通过进一步的分析表明,作者在骨髓中发现了三个不同的中性粒细胞亚群:preNeu亚群,未成熟亚群和成熟亚群。Pre-Neu是具有高度增殖活性的前体细胞,可以定向分化为另外两个亚群。

针对GMP以及粒系相关亚群细胞的转录组数据分析进一步展示了这三个亚群在粒细胞分化过程中的重要地位。更深入的研究表明,C/EBPε在GMP分化为preNeu的过程中起到重要作用,随着preNeu的继续分化,细胞增殖的活性会降低,相反细胞迁移及免疫功能则会逐渐增强。

越来越多的证据表明粒细胞在肿瘤发生过程中起到重要的作用,但是究竟是促进作用还是抑制作用目前还有争议,两方都有相应的实验数据支持。就此问题作者指出,这种相互矛盾的观察结果,与具体涉及到的粒细胞分化水平有关。作者利用胰腺癌小鼠模型进行了验证,结果表明,相比肿瘤负荷低的小鼠,肿瘤负荷高的小鼠外周血及肿瘤组织中未成熟中性粒细胞浸润的比例更高一些,而成熟中性粒细胞的比例并没有显著差异。

   
Reference:
Developmental Analysis of Bone Marrow Neutrophils Reveals Populations Specialized in Expansion, Trafficking, and Effector Functions. Evrard et al., Immunity, 2018, 48, 364–379
Human neutrophil kinetics: modeling of stable isotope labeling data supports short blood neutrophil half-lives. Lahoz-Beneytez et al., Blood. 2016, 127(26): 3431–3438
Neutrophil kinetics in health and disease. Summers et al., Trends Immunol. 2010, 31(8): 318–324.

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