Sci Adv | 中性粒細胞和巨噬細胞協(xié)同捕捉和殺死細菌
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研究發(fā)現(xiàn)条篷，就像蜘蛛捕捉獵物一樣泻云，免疫系統(tǒng)的中性粒細胞和巨噬細胞可以協(xié)同捕捉和“吃掉”細菌粱快。Vanderbilt感染恬砂、免疫學和炎癥研究所的研究人員希望篡殷，新發(fā)現(xiàn)的抗菌機制能夠激發(fā)針對金黃色葡萄球菌和其他細胞外細菌病原體的新的抗毒力策略瞬内。
眾所周知卓箫，中性粒細胞——遷移到感染部位的第一反應(yīng)免疫細胞——可以自我毀滅并釋放它們的蛋白質(zhì)和DNA內(nèi)容载矿，以產(chǎn)生中性粒細胞胞外陷阱（NETs）。由博士后研究員Andrew Monteith博士領(lǐng)導(dǎo)的這項新研究發(fā)現(xiàn)烹卒，NETs可以增強巨噬細胞的殺菌能力闷盔。“中性粒細胞產(chǎn)生固定細菌的蜘蛛網(wǎng)旅急，而巨噬細胞是吞噬和殺死細菌的蜘蛛逢勾。”Ernest W.Goodpasure病理學藐吮、微生物學和免疫學教授溺拱、Vanderbilt感染、免疫學和炎癥研究所所長Eric Skaar博士說谣辞。Skaar是該團隊在《Science Advances》上發(fā)表的研究報告的通訊作者迫摔，該研究報告的標題為“Neutrophil extracellular traps enhance macrophage killing of bacterial pathogens”。
金黃色葡萄球菌（“staph”）細菌泥从，尤其是抗生素耐藥型細菌句占，是醫(yī)院獲得性感染、感染性心臟病以及形成膿液的皮膚和軟組織感染的主要原因躯嫉。作者指出纱烘，革蘭氏陽性菌是引起血液感染的第二大原因。
中性粒細胞和巨噬細胞都是以攝取細菌和產(chǎn)生抗菌肽（AMP）祈餐、活性氧和其他酶來對抗感染而聞名的吞噬細胞擂啥。Skaar說，NET生成（NETosis）被認為是程序性細胞死亡的一種形式帆阳，是一種最近發(fā)現(xiàn)的中性粒細胞抗菌策略哺壶。釋放出的中性粒細胞?DNA?會形成一個粘性陷阱，其中還布滿了抗菌肽。
“專業(yè)的吞噬細胞变骡，如中性粒細胞和巨噬細胞（Mφs）离赫，擁有一系列對對抗細菌病原體至關(guān)重要的抗菌過程∷担”研究小組寫道渊胸，“在感染過程中，中性粒細胞對金黃色葡萄球菌的吞噬作用通過產(chǎn)生活性氧?(ROS)?來啟動細菌殺傷……此外台妆，中性粒細胞通過一種稱為網(wǎng)狀細胞增生（NETosis）的過程分泌由嵌有AMPs的DNA組成的網(wǎng)狀物來對抗細胞外病原體翎猛。”
研究小組補充說接剩，巨噬細胞對金黃色葡萄球菌的先天免疫反應(yīng)也至關(guān)重要切厘，并且在將病原體內(nèi)化后激發(fā)其大部分抗菌活性。他們解釋說：“在吞噬作用之后懊缺，Mφs產(chǎn)生ROS和活性氮物質(zhì)疫稿，動員過渡金屬，并酸化吞噬體以激活水解酶鹃两，從而使病原體中毒遗座。”然而俊扳，盡管有這些抗菌功能途蒋，“Mφs不能有效地單獨根除內(nèi)在的金黃色葡萄球菌〔黾牵”他們繼續(xù)說道号坡。雖然已知中性粒細胞可以協(xié)同增強巨噬細胞的抗菌功能，但大多數(shù)涉及金黃色葡萄球菌的宿主——病原體相互作用研究都是使用分離的免疫細胞或缺乏成熟Mφs的全血進行評估的梯醒】矶眩“定義中性粒細胞和Mφs如何協(xié)同對抗金黃色葡萄球菌將有助于定義對金黃色葡萄球菌的有效先天免疫反應(yīng)，并提供對可廣泛應(yīng)用于其他細胞外細菌病原體的抗菌策略的深入了解冤馏∪蒸铮”
在最新報告的研究中寄啼，Monteith及其同事使用在動物和體外模型系統(tǒng)中經(jīng)歷NETosis增加的中性粒細胞來研究NET的生物學功能逮光。他們發(fā)現(xiàn)，增加的NETosis并不能單獨對中性粒細胞起到殺滅作用墩划。但是當存在巨噬細胞時涕刚，NET的形成通過增加粘附在NET中的葡萄球菌和中性粒細胞抗菌肽的吞噬作用增強了巨噬細胞的抗菌活性∫野铮“巨噬細胞最終不僅擁有自己的抗菌庫孝偎，還有中性粒細胞的抗菌庫错英，它們都在同一個隔間內(nèi)殺死細菌不恭÷湮”研究人員說。
NETosis的增加也促進了巨噬細胞對其他細菌病原體的殺傷狸捕，這表明中性粒細胞/NET-巨噬細胞的協(xié)同作用可能代表了一種廣泛應(yīng)用的免疫防御機制。“在對其他系統(tǒng)發(fā)育不同的細菌病原體（包括肺炎鏈球菌和銅綠假單胞菌）的反應(yīng)中也觀察到類似的結(jié)果晨缴，這表明這是一種廣泛增強抗菌活性的免疫防御機制∠考瘢”作者說击碗。
研究人員還表明，去除一種切割DNA的葡萄球菌核酸酶會使細菌對NET巨噬細胞殺傷更加敏感们拙。研究人員說：“似乎像葡萄球菌這樣的細胞外病原體已經(jīng)進化出分泌的核酸酶稍途，這樣它們就可以從這些NET中找到出路——切斷蜘蛛網(wǎng)并逃脫⊙馄牛”
阻斷核酸酶會使病原體更容易受到NET介導(dǎo)的殺傷械拍，可能是一種很好的抗菌治療策略。研究人員進一步指出装盯，這種類型的“抗毒性”方法將使吞噬細胞和其他免疫細胞發(fā)揮作用殊者，殺死細菌。
“我們的結(jié)果表明验夯，在Mφ存在的情況下猖吴，NET?形成可以作為一種渠道，廣泛增強抗菌活性挥转，以應(yīng)對細菌病原體海蔽。”作者總結(jié)道绑谣，“NET形成通過促進Mφs對細菌的吞噬作用和通過將具有生物活性的中性粒細胞特異性AMP轉(zhuǎn)移到Mφs來增加Mφs的抗菌活性……這些結(jié)果表明党窜，通過NET形成實現(xiàn)最大殺菌活性需要巨噬細胞，并且加速和增強自殺性NETosis使中性粒細胞善于增加抗菌活性……”
研究人員評論說：“科學家們對抗毒性策略的想法感到興奮借宵，因為我們對細菌的毒性機制了解很多幌衣，可以想出創(chuàng)造性的方法來抑制它們∪烂担”然而豁护，目前的制藥工作集中在直接殺死細菌而不是減弱其毒性的藥物上。
Monteith欲间、Skaar?和同事們正在繼續(xù)探索NETosis的問題楚里，包括中性粒細胞如何以及何時選擇這種形式的細胞死亡。他們還對可能由于基因變異或疾病狀態(tài)導(dǎo)致的NETosis個體差異如何影響感染感興趣猎贴。例如班缎，在患有某些自身免疫性疾病的人群中蝴光，NETosis的減少可能會增加對葡萄球菌感染的易感性。
