Cell Metab：巨噬细胞的代谢支持维持结肠上皮稳态
来源：生物谷原创 2023-10-18 14:08
肠道是消化和吸收食物的主要器官。单层上皮细胞形成肠道屏障，将管腔内容物与身体其余部分分隔开来。由于强烈的微生物、机械和化学应力，上皮细胞通过干细胞产生的肠隐窝细胞的增殖，在大约4-7天内不断更新。
肠道是消化和吸收食物的主要器官。单层上皮细胞形成肠道屏障，将管腔内容物与身体其余部分分隔开来。由于强烈的微生物、机械和化学应力，上皮细胞通过干细胞产生的肠隐窝细胞的增殖，在大约4-7天内不断更新。肠中上皮自我更新、生态失调或免疫功能障碍的功能障碍可导致炎症性疾病，如炎性肠病或结直肠癌癌症。
巨噬细胞是一种非常灵活的细胞，因为不同的激活刺激和环境信号可以强烈塑造其功能特性。它们保留了吞噬能力，这是单细胞阿米巴生物的主要进食机制。大约140年前有研究者提出了巨噬细胞进化为营养细胞的想法——进食并向细胞输送食物。这种潜在的代谢支持在肠道中可能特别关键。
图片来源：https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.09.010
近日，来自奥地利维也纳医科大学的研究者们在Cell Metab.杂志上发表了题为“Metabolic support by macrophages sustains colonic epithelial homeostasis”的文章，该研究表明巨噬细胞位于小鼠结肠隐窝中的上皮细胞附近，并在稳态和结肠炎期间支持其增殖。巨噬细胞通过mTORC1精氨酸酶1依赖性途径合成多胺，这些途径被上皮细胞吸收，从而诱导代谢重编程和增强增殖。
肠上皮具有高周转率，并通过肠隐窝细胞的增殖不断更新自身，这依赖于来自微环境的特征不充分的信号。在这里，研究者发现结肠巨噬细胞直接位于小鼠的上皮隐窝细胞附近，在那里它们以mTORC1依赖的方式代谢支持上皮细胞增殖。
具体而言，巨噬细胞中结节性硬化复合物2（Tsc2）的缺失激活了mTORC1信号传导，该信号传导可防止结肠炎诱导的肠道损伤，并诱导多胺亚精胺和精胺的合成。上皮细胞摄入这些多胺并重新连接其细胞代谢以优化增殖和防御。值得注意的是，精胺直接刺激结肠上皮细胞和结肠类器官的增殖。该研究结果表明，巨噬细胞充当“信使”，提供代谢支持，促进结肠上皮的有效自我更新。
巨噬细胞的代谢支持维持结肠上皮稳态
图片来源：https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.09.010
综上所述，结肠中的巨噬细胞与上皮隐窝细胞密切接触，并使用雷帕霉素复合物1（mTORC1）信号传导的机制靶标为其提供代谢支持。具体而言，mTORC1激活的巨噬细胞产生多胺，这些多胺被上皮细胞消耗，这使它们能够重新连接自己的新陈代谢，以促进上皮细胞增殖。这种代谢机制在增殖应激阶段特别重要，如炎症诱导的结肠炎。（生物谷 Bioon.com）
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