巨噬细胞对于mEV(微生物群衍生的细胞外囊泡)的清除作用还算是有点新奇的,今天这篇文章,是华中科技大学同济医学院发表在12.2分的Gut Microbes上的文章。首先IBD(肠道炎症)中,肠道微生物群衍生的mEV,会通过将细菌产物输送到宿主细胞中来调节炎症反应,而他们的研究就是基于这个mEV的:
首先他们进行了IBD小鼠的16S rRNA的原位杂交和qPCR分析,来测量结肠组织中细菌DNA的浓度,发现与健康小鼠相比,IBD小鼠结肠组织中的16S rRNA的丰度增加,这就说明了IBD小鼠中微生物在肠道黏膜中得到了富集。同时他们提取了IBD小鼠结肠内容物中的mEVs,通过分析发现mEVs中含有大量的微生物DNA(首先确认在IBD中的确含有这样的包含了微生物DNA的mEV,则可以提出可能存在因果性的假设,这其实也是柯霍氏法则验证的一部分,不清楚柯霍氏法则的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》):
在他们的另一篇研究中,表明CRIg+的巨噬细胞,是肠道中清除含有微生物DNA的mEV的关键免疫细胞:
为了确定在这个过程中CRIg+的巨噬细胞的功能,他们敲除了小鼠的CRIg蛋白,然后把PKH26标记的含有微生物DNA的mEVs注射入小鼠的结肠,结果发现缺失了CRIg+的巨噬细胞后,更多的mEVs侵入肠粘膜,细菌DNA浓度也明显升高。这里他们是为了说明肠道CRIg+巨噬细胞在mEvs的清除中起重要作用,通过敲除了CRIg蛋白,来实现这个验证(但是在验证的过程中用了CRIg的敲除,而不是巨噬细胞特异性敲除CRIg,这可能会造成肯定后件的问题,不清楚肯定后件的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列):
接着他们通过对于CRIg蛋白的敲除和过表达(这也是柯霍氏法则的验证过程,通过CRIg蛋白的有无,来验证其具体对于IBD的炎症产生的功能,不清楚柯霍氏法则的话可以看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》),来验证了CRIg蛋白于对DSS诱导的结肠炎发挥保护作用,而CRIg的表达水平与结肠炎症和细菌DNA丰度相关,这也就间接地说明了CRIg+的巨噬细胞对于mEVs的清除功能:
而另一方面提取的mEVs对小鼠肠道进行注射,在DSS诱导了肠道炎症后,又进一步加剧了肠道的炎症反应,也就是说肠道mEV会加重DSS诱导的结肠炎的炎症损伤:
要是熟悉信号通路的话,大家应该还记得有一种DNA可以激活炎症的信号通路(这个大家如果看过《信号通路是什么鬼?》系列的话,应该都比较熟悉cGAS-STING信号通路了吧,不熟悉的回去复习下,这个就是通过dsDNA激活下游炎症反应的)。既然mEVs中包裹的是微生物的DNA,那么诱导上皮细胞中的屏障功能损伤和炎症反应的,是不是mEVs中的微生物DNA呢?他们通过电穿孔去除了mEVs中的DNA,对肠道上皮细胞进行诱导,发现没有DNA的mEVs无法再激活上皮细胞中的炎症反应。同时使用了STING的抑制剂,也可以阻断这个过程。也就是说, mEVs中的微生物DNA是关键的载物,可以通过cGAS-STING信号通路,诱导上皮细胞中的屏障功能损伤和炎症反应:
既然说明了mEVs中的DNA是激活上皮细胞炎症的关键,那么接下去就要分析mEVs中DNA激活的下游cGAS-STING信号通路是否也是关键因素了,于是他们就对下游的STING进行了敲除。使用了mEVs及无DNA的mEVs刺激细胞,并分别敲除STING,结果发现敲除了STING后,mEVs则无法再激活上皮细胞的炎症反应,炎症相关细胞因子的含量也降低了:
刚才的研究中也表明,CRIg+巨噬细胞负责清除含有微生物DNA的mEVs,那么缺失了CRIg则会造成mEVs的增多,也就会促进炎症,于是他们为了确定这个过程,就对CRIg敲除的小鼠,进行了STING的敲减抑制。结果发现敲减STING也可以抑制CRIg敲除的小鼠的DSS诱导的肠道炎症反应(其实更精致一点的验证的话,可以分别对于小鼠的上皮细胞敲减STING,并且针对性地对巨噬细胞敲除CRIg蛋白,这样就可以有效地避免肯定后件的逻辑谬误,否则这里还是会存在一定的逻辑漏洞,不清楚肯定后件的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列):
最后他们形成了这样的示意图,也就是在IBD患者中,由于CRIg+巨噬细胞减少,会导致含有微生物DNA的mEVs无法被清除。而这些mEVs会激活肠道上皮细胞中的cGAS-STING信号通路,从而导致肠道的炎症和屏障功能损伤:
总的来说,这篇文章在叙事上,还是可以的,上游到下游的验证,还是有一定的实验结果作为支撑的。如果能通过特异性地敲除或者过表达,来突出CRIg+巨噬细胞以及cGAS-STING信号通路在这个过程中的功能,可能效果会更好。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话,可以看看原文,祝你们心明眼亮。
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