Science：组织细胞分裂促进巨噬细胞渗透到组织中

为了到达需要免疫细胞的地方，这些细胞不仅要挤过微小的孔隙。它们甚至能克服由密集的细胞构成的像墙一样的障碍。在一项新的研究中，来自奥地利科学技术研究所的研究人员发现细胞分裂是它们成功的关键。他们的研究结果与近期的其他研究结果一起，全面阐述了对组织损伤愈合和癌症扩散同样重要的过程。相关研究结果发表在2022年4月22日的Science期刊上，论文标题为“Cell division in tissues enables macrophage infiltration”。

想象一下乡下的石墙。一块石头紧紧地压在另一块上面，填满了最小的缝隙。这似乎是一个不可逾越的障碍。在全身对抗感染的过程中，免疫细胞面临着细胞密集组织形式的障碍。为了完成它们作为身体救援服务的工作，它们需要找到一条通过的途径。在这项新的研究中，这些作者仔细观察了这在果蝇胚胎中是如何发生的。

在这种微小的透明动物的发育过程中，巨噬细胞---果蝇中最主要的免疫细胞形式---会渗透到组织中。利用高端显微镜，论文共同通讯作者、奥地利科学技术研究所的Daria Siekhaus教授及其团队能够跟踪它们的旅程。论文第一作者兼论文共同通讯作者、Siekhaus团队博士后研究员Maria Akhmanova解释说，“巨噬细胞到达像墙一样的障碍并寻找合适的地方进入。”

开拓新领域

引导巨噬细胞的线索将它们引向了正确的位置。在那里，先锋巨噬细胞（pioneer macrophage），即第一个进入的巨噬细胞，正在等待。突然间，像墙一样的障碍的一部分开始移动。先锋巨噬细胞前面的组织细胞聚集起来，准备分裂---细胞周期的一个正常部分。Akhmanova说，“这就是先锋巨噬细胞一直在等待的。”通过将它的细胞核向前移动，先锋巨噬细胞如今向前推进，而所有其他的巨噬细胞都在它的轨道上跟随。正如Siekhaus团队近期发现的那样，为了突破这种障碍，先锋巨噬细胞通过一种新发现的由他们命名为Atossa的蛋白控制的复杂过程获得了额外的能量提升。此外，他们还了解到，为了保护它们的敏感的细胞核免受损害，巨噬细胞产生出由肌动蛋白丝构成的保护性盔甲。

细胞分裂对成功至关重要

通过精确地、特异性地抑制、减慢和加快侧翼组织细胞的分裂，这些作者如今能够证实，让免疫细胞进入的关键因素实际上是周围的细胞分裂。他们通过实时成像观察到，当聚集起来准备分裂时，进入位点处的组织细胞失去了与周围环境的一些连接点。他们还通过一种使用光诱导基因变化的前沿技术人为地诱导了聚集。这还不足以让巨噬细胞进入。但是，这在遗传学上减少细胞连接的数量。Akhmanova说，“观察到巨噬细胞只有在组织细胞失去连接时才能进入组织，这非常令人兴奋。”

作为一类免疫细胞，巨噬细胞（紫色）利用组织细胞（绿色）的分裂，侵袭到组织中。图片来自Science, 2022, doi:10.1126/science.abj0425。

对癌症研究的有力影响

Siekhaus教授兴奋地说，“细胞分裂是控制巨噬细胞渗透的关键过程，这确实是一个非常优雅的概念，具有强大的意义。”这种帮助巨噬细胞进入组织的机制也可能对像人类这样的脊椎动物的许多其他类型的免疫细胞至关重要。从长远来看，这些作者渴望了解操纵组织细胞的连接或分裂是否能帮助增加免疫细胞对肿瘤的渗透，从内部对抗肿瘤，或者帮助减少免疫细胞在自身免疫过程中攻击组织的能力。她解释说，“我们的发现也会影响到研究任何在身体中迁移的细胞的科学家们。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Maria Akhmanova et al. Cell division in tissues enables macrophage infiltration. Science, 2022, doi:10.1126/science.abj0425.

2. Dividing walls: How immune cells enter tissue
https://ist.ac.at/en/news/dividing-walls-how-immune-cells-enter-tissue/