Nature:免疫细胞使用饥饿激素促进伤口愈合

2022-08-15 皮肤新前沿 “生物世界”公众号

食欲不振是感染引起的发烧和炎症相关的最常见症状,身体的免疫系统、代谢系统和神经系统会相互交流并协调对感染的反应,从而恢复正常功能。但直到现在,这些饥饿激素与免疫系统和组织修复之间的联系仍不为人所知。

人在饥饿时,胃会产生胃饥饿素(Ghrelin),让人产生饥饿感并促进食欲,而在进食后,脂肪细胞会产生瘦素(Leptin),让人产生饱腹感并抑制食欲。长期以来,人们一直认为胃饥饿素(Ghrelin)和瘦素(Leptin)之间的这种动态平衡对新陈代谢和饮食至关重要。

食欲不振是感染引起的发烧和炎症相关的最常见症状,身体的免疫系统、代谢系统和神经系统会相互交流并协调对感染的反应,从而恢复正常功能。但直到现在,这些饥饿激素与免疫系统和组织修复之间的联系仍不为人所知。

2022年8月10日,加拿大卡尔加里大学的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为:A monocyte–leptin–angiogenesis pathway critical for repair post-infection 的研究论文。

这项研究发现,单核细胞(monocyte)对感染后的细菌清除并无贡献,而是通过调节调节瘦素(Leptin)水平和血管生长来促进伤口愈合。具体来说,单核细胞在感染过程中,会产生胃饥饿素(Ghrelin),从而抑制瘦素水平和血管生长,改善感染后的伤口愈合。

这项研究首次揭示了单核细胞-瘦素-血管生长通路在感染修复过程中的重要作用,为治疗皮肤感染和促进伤口愈合提出了一种有前途的新方法。

论文第一作者 Rachel Kratofil 表示,这项研究令人兴奋,取得了可以改善人类感染和组织修复的基础性发现,尤其是针对难治性案例。

传统上,研究人员认为中性粒细胞和单核细胞(均属于白细胞)都被招募来清除皮肤上感染部位的细菌。当这些细胞协同工作时,它们就构成了我们体内免疫系统的第一道防线。

而这项最新研究显示,单核细胞对感染后的细菌清除并无贡献,而是发挥促进伤口更快愈合的作用。单核细胞通过在伤口修复过程中调节瘦素(Leptin)水平和血管生长来帮助愈合过程,它们还产生胃饥饿素(Ghrelin),以帮助伤口更有效愈合。

代谢激素与组织修复之间的惊人联系

在这项最新研究中,研究团队使用活体成像显微镜,在活体动物模型中观察金黄色葡萄球菌(S. aureus)感染导致的免疫反应。金黄色葡萄球菌是一种常见于健康人群的皮肤、鼻腔、肠胃中的细菌,它可以成为各种与皮肤和组织感染相关的疾病的催化剂,例如脓肿或疖子。在某些情况下,金黄色葡萄球菌还会导致严重感染,如肺炎或危及生命的心内膜炎。

研究团队发现,在金黄色葡萄球菌感染后,身体会招募中性粒细胞和单核细胞这些免疫细胞。中性粒细胞负责清除细菌,而单核细胞帮助伤口愈合和修复。

在没有单核细胞的情况下,瘦素(Leptin)产生增加,导致感染时的血管生长,带来的结果可能是延迟伤口愈合并导致疤痕。相比之下,单核细胞会在感染部位产生胃饥饿素(Ghrelin),从而阻止由瘦素(Leptin)驱动的过度的血管生长,从而促进组织修复和伤口愈合。

这项研究的重要意义

论文第一作者 Rachel Kratofil 表示,这项研究具有重要意义,它挑战了当前的中性粒细胞和单核细胞负责清除感染细菌的观点,提升了单核细胞在感染后伤口修复中的作用。

论文通讯作者 Paul Kubes 教授表示,这项研究为在免疫学和微生物学领域引入代谢激素(胃饥饿素和瘦素)打开了大门。他还表示,进一步探索这两种代谢激素在其他疾病(例如无菌性损伤和癌症)中的反应,了解其在复杂疾病(例如肥胖、糖尿病)中的反应,具有很大的吸引力。

第一作者Rachel Kratofil(左),通讯作者Paul Kubes(右)

最后,研究团队表示,下一步研究将更好地了解免疫细胞(如中性粒细胞)在感染过程中的功能,具体来说,他们将探索中性粒细胞如何从感染中清除细菌,以及中性粒细胞除了清除细菌外,是否还具有其他功能。

 

原始出处:

Kratofil, R.M., Shim, H.B., Shim, R. et al. A monocyte–leptin–angiogenesis pathway critical for repair post-infection. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05044-x.

作者:王聪

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