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Science子刊:中性粒细胞偏好吞噬杆状颗粒,或有助治疗COVID-19患者中的细胞因子风暴

来源:本站原创 2020-06-16 20:11

2020年6月16日讯/生物谷BIOON/---免疫系统过度反应是导致COVID-19患者死亡的最常见原因。一类长期被忽视的白细胞可能在这种过度反应中起着至关重要的作用。在一项新的研究中,来自美国密歇根大学的研究人员发现杆状颗粒可让它们脱离循环。相关研究结果发表在2020年6月10日的Science Advances期刊上,论文标题为“Neutrophils preferentially phagocytose elongated particles—An opportunity for selective targeting in acute inflammatory diseases”。
图片来自Hanieh Safari, Eniola-Adefeso Lab, University of Michigan。

COVID-19患者的头号死亡原因与1918年流感大流行造成的死亡相似:他们的肺部充满液体,他们基本上被淹死。这就是所谓的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。但是,一种将免疫细胞从肺部抽出的新方法或许能够防止这种结果。这项新研究是密歇根大学的基础研究项目之一,在COVID-19流行病中一直不间断地进行着。

ARDS是细胞因子风暴(cytokine storm)的一种表现形式。在细胞因子风暴中,免疫系统反应过度,开始攻击人自身的器官。在ARDS中,失控的白细胞会降解肺组织,导致积液。一类称为中性粒细胞的白细胞帮助引导这种冲锋,它们在人类吞噬外来物质的“吞噬细胞”中所占的比例高达60%到70%。

论文通讯作者、密歇根大学化学工程教授Omolola Eniola-Adefeso说,“它们就像海岸警卫队---它们的主要工作就是确保你的边界不被突破。”

Eniola-Adefeso解释说,中性粒细胞无需特化,这使得它们能够应对许多威胁。但有时,缺乏这种特化意味着它们不知道何时退出。她说,“只要有线索,中性粒细胞就会继续活动。在某些情况下,这种反馈循环被打破,这将意味着好的反应变成了坏的反应。”

它们的作用之一是发出称为细胞因子的信号分子,告诉细胞突破障碍,让血液和液体进入存在问题的部位。当这种反应变坏时,需要阻止中性粒细胞,以便其他细胞能够介入并修复损伤。

此前,Eniola-Adefeso及其研究团队已发现注射到小鼠血液中的塑料微颗粒可以分散中性粒细胞的注意力,使得它们远离肺部中存在严重炎症的区域。中性粒细胞会抓住这些颗粒,并前往肝脏进行处理。以这种方式使用的塑料微颗粒缓解了小鼠的ARDS。

但任何类型的吞噬细胞都可能会摄取球状物,这意味着基于球状物的治疗很可能会影响这种免疫反应的其他部分。然而,人们已经知道,其他的吞噬细胞并不喜欢杆状颗粒。Eniola-Adefeso说,它们在杆状物周围的漫长包裹过程中会“变得懒惰”。

她说,“我们问,中性粒细胞也不喜欢摄取杆状物吗?我们发现情况完全相反。它们实际上对摄取杆状物有偏好。”

这种偏好有助于靶向中性粒细胞,并让其他白细胞发挥作用。他们发现,当他们将杆状物提供给不同的吞噬细胞时,80%的中性粒细胞摄取了它们,而其他的吞噬细胞中,只有5%~10%摄取了它们。比较的对象包括巨噬细胞(另一种吞噬入侵者的细胞)和树突细胞,后者捕获入侵者,然后向其他免疫细胞展示想要寻找的东西。

Eniola-Adefeso团队目前正在探究是否可以用药物而不是塑料制成中性粒细胞分散颗粒(neutrophil-distracting particle)。Eniola-Adefeso如今正与密歇根大学技术转让办公室合作,推动她的递送系统走向临床试验,旨在希望它可能在对抗COVID-19的过程中有用。密歇根大学已经申请了专利保护,并成立了一家创业公司Asalyxa。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Hanieh Safari et al. Neutrophils preferentially phagocytose elongated particles—An opportunity for selective targeting in acute inflammatory diseases. Science Advances, 2020, doi:10.1126/sciadv.aba1474.

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