Резидентные в тканях перитонеальные макрофаги мыши в гомеостазе, репарации, инфекции и метастазировании опухоли. Часть 1

1. Введение

Полость брюшины, а также плевральная и перикардиальная полости формируются из эмбрионального целома, полости, образующейся в результате образования стенки эмбрионального тела, состоящей из мезодермы париетальной пластинки и эктодермы, и стенки кишки, состоящей из висцерального пластинчатая мезодерма и энтодерма.

Целом эмбриона является важной структурой в процессе формирования эмбриона, и его появление знаменует собой эмбриональное развитие до стадии бластоцисты. На стадии бластоцисты у эмбриона развивается заполненный жидкостью мешок, называемый целомом.

Эмбриональный целом играет очень важную роль в эмбриональном развитии. Он обеспечивает среду для питания и дыхания эмбриона, а также может выводить продукты жизнедеятельности. Кроме того, целом зародыша также может обеспечить некоторую защиту эмбриона. Можно сказать, что без полости тела зародыша эмбрион не может нормально развиваться.

С другой стороны, иммунитет также является одним из важнейших факторов развития человека. Иммунитет может защитить организм от внешних микробов и вирусов, а также помочь нам бороться с различными заболеваниями. Для эмбрионов, поскольку иммунная система еще не полностью развита, эмбрион полагается на иммунную систему матери для защиты.

Хотя эмбриональная полость тела и иммунитет могут показаться не связанными между собой, между ними действительно существует определенная связь. Несколько исследований показали, что окружающая среда в эмбриональном целоме играет роль в развитии иммунитета. Например, в полости тела эмбриона есть некоторые факторы роста, которые могут способствовать развитию иммунной системы. Кроме того, жидкость в полости тела эмбриона также обеспечивает питание и защиту иммунных клеток.

В заключение, связь между целомом эмбриона и иммунитетом очень тесная. Целом эмбриона обеспечивает хорошую среду для развития эмбриона, а также создает благоприятные условия для развития иммунной системы. Поэтому мы должны ценить важность целома эмбриона и сосредоточиться на защите и укреплении нашего иммунитета. С этой точки зрения нам необходимо повышать свой иммунитет. Цистанхе позволяет значительно повысить иммунитет, так как зола мяса содержит множество биологически активных компонентов, таких как полисахариды, два гриба, хуан ли и др. Эти компоненты способны стимулировать иммунную систему различных типов клеток системы, повышать их иммунную активность.

Нажмите Польза цистанхе для здоровья

Процесс формирования эмбрионального целома сохранился от примитивных надтипов Protostomia и Deuterostomia, так что беспозвоночные из типов Annelida, Mollusca, Echinodermata и Tunicata обладают целомической полостью, анатомически и эволюционно эквивалентной эмбриональному целому [2]. который формирует брюшную, плевральную и перикардиальную полости во время эмбрионального развития млекопитающих.

Полость брюшины покрыта брюшиной, самой крупной серозной оболочкой тела, с площадью поверхности, сравнимой с поверхностью кожи, состоящей из мезотелия, эпителия мезодермального происхождения, базальной мембраны и субмезотелиальной соединительной ткани. 3]

Париетальная брюшина выстилает внутреннюю поверхность брюшной стенки, тогда как висцеральная брюшина интегрируется с серозными слоями внутрибрюшных органов.

Двойная складка брюшины образует брыжейку, которая соединяет брюшные органы пищеварения с брюшной стенкой и служит проводником сосудов, нервов и лимфатических сосудов. Небольшой объем перитонеальной жидкости, выделяемой мезотелиальными клетками, служит смазкой в ​​брюшной полости и предотвращает механическое трение между органами брюшной полости. У мышей общий объем перитонеальной жидкости оценивался в двух недавних отчетах примерно в 50–100 мкл в стационарном состоянии [4, 5] и, как утверждалось, различался между самцами и самками (≈20 мкл против ≈100 мкл) и, в последнем, чтобы измениться во время эстрального цикла. Дренаж перитонеальной жидкости в лимфатическую систему обеспечивает рециркуляцию перитонеальной жидкости [7] и достигается через отверстия в мезотелии, называемые устьицами, которые в основном расположены в диафрагме и сальнике [3].

Сальник представляет собой висцеральную жировую ткань, которая развивается за счет разрастания брыжейки и содержит специализированную сосудистую систему и организованную лимфоидную ткань, которая, как утверждается, играет важную роль в защите от перитонеальной инфекции. Перитонеальная жидкость, оттекающая через диафрагму, собирается в подбрюшинных лимфатических лакунах, чтобы достичь диафрагмы, собирая лимфатические сосуды, которые впадают в медиастинальные лимфатические узлы, тогда как перитонеальная жидкость, оттекающая через сальник, собирается в сальниковых лимфатических сосудах, которые, в свою очередь, собираются в кишечный лимфатический ствол, который соединяется с грудным протоком через цистерну хили. Дренирование брюшной полости позволяет контролировать перитонеальный гомеостаз и рециркуляцию лейкоцитов, но увеличивает риск диссеминации возбудителя и метастатических опухолевых клеток.

Полость брюшины подвержена двум основным патологиям, инфицированию и метастазированию опухоли, что, как правило, связано с высокой смертностью из-за легкого распространения возбудителей или опухолевых клеток по внутрибрюшным органам, а также из-за анатомических особенностей брюшной полости, которые сильно затрудняют разработка эффективных методов лечения этих заболеваний. Несмотря на то, что полость брюшины представляет собой замкнутое пространство, труднодоступное для вторжения патогенных микроорганизмов, таких как те, которые проникают через кожу, легкие или кишечник, перитонеальные инфекции могут возникать из-за потери целостности кишечной стенки (вызванной язвами, ущемлением грыж). аппендицит или рост опухоли), цирроз печени, случайные травмы живота, абдоминальные хирургические вмешательства или перитонеальный диализ.

Полость брюшины также подвержена повреждениям париетальной или висцеральной брюшины, вызванным травмой, инфекцией или абдоминальной хирургией, которые могут привести к спайкам брюшины. К дополнительным патологиям брюшной полости относятся перитонеальный эндометриоз, сопровождающийся образованием эктопической васкуляризированной ткани эндометрия в брюшине, связанный с хроническим воспалением, перитонеальный аутоиммунный серозит, хроническое воспаление брюшины, вызванное аутоиммунными заболеваниями, такими как болезнь Крона и послеоперационные перитонеальные спайки.[3,9,10]

Иммунная защита от перитонеальной инфекции и метастазов опухоли опирается на первую линию местной защиты, поддерживаемую резидентными перитонеальными иммунными клетками, присутствующими в брюшной полости в устойчивом состоянии, с врожденными иммунными свойствами восприятия и реагирования. Вторую линию иммунной защиты в брюшной полости обеспечивают функциональные единицы лимфоидной ткани, связанные с жировой тканью, расположенной в сальнике, брыжейке или гонадном жире, называемые жирово-ассоциированными лимфоидными скоплениями (FALC), или молочными пятнами для сальниковых FALC. .[8] FALC обладают структурной организацией, сходной с таковой во вторичных лимфоидных органах, включая строму на основе ретикулярных клеток, В- и Т-клеточные компартменты, а также специализированные кровеносные и лимфатические сосуды, обеспечивающие миграцию лейкоцитов в брюшную полость и из нее.[8]

Резидентные перитонеальные иммунные клетки включают резидентные в тканях перитонеальные макрофаги, обычно называемые большими перитонеальными макрофагами (LPM) и клетками B1. Недавние экспериментальные данные показали, что, помимо своей основной фагоцитарной функции, LPM выполняют различные гомеостатические, восстановительные и иммунологические защитные функции, которые отражают ранее неожиданную функциональную пластичность.[11] Перитонеальные В1-клетки считаются врожденными В-клетками, которые конститутивно продуцируют природный IgM, обеспечивая местную иммунную защиту от широкого спектра патогенов.

Кроме того, клетки В1 активно продуцируют IgM в ответ на вирусы, бактерии, грибки и паразиты.[12] Первая линия иммунитета в брюшной полости у млекопитающих, основанная на фагоцитарных и опосредованных антителами защитных механизмах, поддерживаемых LPM и клетками B1, напоминает примитивные защитные механизмы, поддерживаемые различными популяциями целомоцитов, присутствующих в целомической полости беспозвоночных. 13-15] Стратегии иммунной защиты в целомических полостях, таким образом, были в высокой степени консервативными на протяжении всей эволюции от беспозвоночных к высшим позвоночным.

В этом обзоре мы обсуждаем недавние данные, которые расширили наши знания о биологии LPM, путем описания механизмов замены резидентных эмбриональных LPM резидентными LPM, происходящими из моноцитов костного мозга (moLPM), что приводит к фенотипическому и функциональному половому диморфизму LPM и раскрытие того, как LPM, свободные в жидкой среде в устойчивом состоянии, выполняют функции репарации и иммунной защиты, образуя тромбоподобные структуры в ответ на повреждение брюшины, а также связанные с мезотелием динамические агрегаты LPM после бактериальной инфекции.

Более того, недавние экспериментальные данные подтверждают, что перитонеальные опухоли могут нарушать метаболизм LPM, приводя к приобретению функций, способствующих развитию опухоли, которые, тем не менее, могут быть обращены вспять с помощью экспериментальных стратегий, блокирующих индуцированное опухолью нарушение функции LPM, что может быть основой для развития новых иммунотерапевтических подходов против перитонеального метастазирования опухоли, основанных на перепрограммировании макрофагов.

2. Идентификация больших перитонеальных макрофагов

LPM представляют собой долгоживущие, резидентные в тканях макрофаги, формирующиеся во время эмбриональной жизни, в развитии и функционально ограниченные перитонеальной полостью, в отличие от других популяций перитонеальных иммунных клеток, которые рекрутируются в брюшную полость и рециркулируют в другие места в устойчивом состоянии, и при патологических состояниях. К ним относятся в стационарном состоянии клетки B1, которые вместе с LPM составляют подавляющее большинство клеток, собранных при перитонеальном лаваже, и небольшой процент SPM, происходящих из моноцитов (для мелких перитонеальных макрофагов), клетки B2, Т-клетки, NK-клетки. , врожденные лимфоидные клетки и тучные клетки.[11]

Как подробно обсуждалось в этом обзоре, исследования, проведенные в последние годы, установили, что LPM не только выполняют перитонеальные гомеостатические функции, но также участвуют в восстановлении повреждений тканей, вызванных воспалением и инфекцией, и в защите от микробной инфекции. Кроме того, LPM способствуют развитию большинства перитонеальных патологий, особенно перитонеальному метастазированию опухоли, а также перитонеальному эндометриозу, аутоиммунному серозиту и послеоперационным спайкам.

Резидентные эмбриональные LPM представляют собой клетки CD11b плюс F4/80hi MHC-II-, экспрессирующие ряд маркеров, характеризующих резидентные в тканях макрофаги, такие как CD14, CD64 и MerTK [16,17].

Кроме того, тканерезидентные макрофаги, расположенные в серозных полостях тела, которые включают LPM и тканерезидентные макрофаги, присутствующие в плевральной и перикардиальной полостях, по-видимому, разделяют экспрессию фактора транскрипции GATA6, рецептора-мусорщика Tim4 и M -CSF рецептор CFSR1.[11,18] Кроме того, резидентные эмбриональные LPM характеризуются экспрессией нескольких рецепторов клеточной поверхности, отражающих гомеостатические, восстановительные, регуляторные и защитные функции LPM, включая молекулы, участвующие в адгезии и локализации LPM, такие как ICAM -2 (CD102), CD11b, CD49f, CD73 и CD62P,[19] распознавание и удаление мертвых клеток, таких как CD36, CD93, CD163, Tim4, MerTK, MARCO и MSR1,[4,16,20 –22] негативная регуляция активации макрофагов, обеспечивающая невоспалительный клиренс апоптотических клеток, таких как домен иммуноглобулина V-set, содержащий 4 (VSIG4),[23] связывание патогенов, таких как CD14, CD36 и SIGN-R1 (CD209b )[11,24] и ответ на патогены, такие как TLR4 и TLR7.[25,26] Наиболее типичные молекулы клеточной поверхности, экспрессируемые эмбриональными LPM, представлены на рисунке 1.

LPM принадлежат к семейству резидентных в тканях макрофагов, которые разделяют экспрессию основных генов, связанных с клоном, определяемых в течение эмбриональной жизни, но приобретают тканеспецифические транскрипционные и функциональные особенности, устанавливаемые при воздействии тканеспецифических сигналов микроокружения посредством экспрессии тканевых -специфические факторы транскрипции. [16,27] В этом отношении фактор транскрипции GATA6 необходим для LPM-специфической экспрессии генов, пролиферации и выживания LPM. [19,28,29] Следовательно, гомеостатические, репарационные и защитные LPM функции были нарушены у мышей с дефицитом GATA6 в миелоидных клетках. Метаболит витамина А ретиноевая кислота через ядерные рецепторы ретиноевой кислоты.[19]

Экспрессия GATA6, таким образом, будет модулироваться локальной доступностью ретиноевой кислоты, подтверждая концепцию, что GATA6-индуцированная программа транскрипции LPM обратима [17], что может быть основой функциональной пластичности LPM, которая позволяет LPM для переключения с гомеостатических функций на восстановление или иммунную защиту при необходимости.

В связи с этим LPM, перенесенные в альвеолярное пространство, подавляли GATA6 и приобретали транскрипционный профиль альвеолярных макрофагов [27]. Утверждается, что ретиноевая кислота, активирующая GATA6 в LPM, продуцируется сальниковыми и перитонеальными стромальными клетками. В соответствии с этими наблюдениями, экспрессия мезотелиальными и фибробластными стромальными клетками фактора транскрипции опухоли Вильмса 1 (WT1), который управляет экспрессией двух скорость-лимитирующих ферментов, контролирующих метаболизм ретинола, RALDH1 и RALDH2 [32], как утверждается, контролируют экспрессию GATA6 в LPM и в резидентных макрофагах GATA6 плюс, расположенных в плевральной и перикардиальной полостях, поскольку истощение клеток WT1 плюс приводило к значительному снижению этих субпопуляций макрофагов, параллельно с сопутствующим уменьшением транскриптов Raldh1 и Raldh2, [18] дальнейшее подтверждение роли ретиноевой кислоты в поддержании экспрессии GATA6, что, тем не менее, еще предстоит официально продемонстрировать.

Тот факт, что у мышей с дефицитом GATA6-CD11b плюс макрофаги накапливались в молочных пятнах сальника, тогда как LPM были снижены в брюшной полости [19], подтверждает гипотезу о том, что ретиноидная кислота, секретируемая стромальными клетками в сальнике, поддерживает GATA{ {3}}управляемая транскрипционная программа в LPM, и подразумевает, что LPM постоянно рециркулируют через сальник, но это еще предстоит официально продемонстрировать.

Ретиноевая кислота является лигандом ретиноидных X-рецепторов (RXR), которые являются членами суперсемейства ядерных рецепторов лиганд-зависимых факторов транскрипции, которые контролируют метаболизм липидов и глюкозы и играют ключевую роль в воспалительных и аутоиммунных заболеваниях.[33] Интересно, что у мышей с дефицитом RXR 𝛼 и 𝛽 обнаружен глубокий дефект в экспансии LPM у новорожденных и снижение выживаемости LPM у взрослых из-за накопления липидов, приводящего к апоптозу, что свидетельствует о том, что RXR способствуют экспансии и поддержанию LPM [34]. Анализ ATAC-seq показал, что локус Gata6 демонстрирует сниженную доступность хроматина в RXR-дефицитных LPM, что коррелирует с более низкой экспрессией гена Gata6, подтверждая, что RXR регулируют GATA 6-зависимую программу транскрипции LPM.

Макрофагальный колониестимулирующий фактор (M-CSF или CFS1) контролирует приверженность линии макрофагов, и, следовательно, дифференцировка LPM зависит от CFS1, как показано на мышах с остеопетрозом (Csf1 op/op), которые несут мутацию в гене Cfs1, что приводит к дефектная разработка LPM. Более того, на основании анализов in vitro сообщалось, что мезотелиальные клетки секретируют CSF1, который поддерживает пролиферацию LPM в совместных культурах мезотелиальных клеток и LPM; анализы Transwell показали, что пролиферация LPM была значительно снижена, когда были предотвращены взаимодействия между мезотелием и LPM, что позволяет предположить, что межклеточные контакты способствовали пролиферации LPM. Представление о том, что CSF1 мезотелиального происхождения необходим для поддержания LPM, дополнительно подтверждается недавним отчетом, показывающим, что LPM сильно снижены у мышей, у которых клетки WT1 плюс были дефицитны в CFS1.[37] Способствует ли CSF1, происходящий из мезотелиальных клеток, устойчивому самообновлению LPM и/или пролиферации LPM во время воспаления, еще предстоит изучить.

3. Происхождение и замена больших перитонеальных макрофагов в гомеостазе

LPM дифференцируются в течение эмбриональной жизни и поддерживают себя за счет самообновления in situ во взрослой жизни. В стационарном состоянии эмбриональные LPM постепенно, хотя и частично, замещаются с поздних стадий эмбрионального развития резидентными moLPM костного мозга, которые приобретают идентичность резидентных эмбриональных LPM, но сохраняют некоторые транскрипционные и функциональные характеристики, связанные с их происхождением [38,39]. ] Происхождение эмбриональных LPM остается спорным, поскольку сообщалось, что они происходят либо из-за двойного вклада макрофагов желточного мешка и моноцитов печени плода [40], либо исключительно из моноцитов печени плода [41]. Интегрированная модель происхождения и замещения ЛПМ показана на рисунке 2.

Замена эмбриональных макрофагов, происходящих из моноцитов костного мозга, на резидентные в тканях макрофаги в устойчивом состоянии была описана для всех популяций резидентных в тканях макрофагов, за исключением микроглии, клеток Лангерганса и клеток Купфера, как сообщается в лаборатории доктора Ф. Гинхо. , используя модели картирования судеб, основанные на экспрессии гена Ms4a3, специфически экспрессируемого гранулоцитарно-моноцитарными предшественниками.[42] Степень замещения макрофагами, происходящими из моноцитов костного мозга, по-видимому, в основном определяется доступом к нише и доступностью [43]. Ни одна из тканевых популяций макрофагов не демонстрирует полной замены макрофагами, происходящими из моноцитов костного мозга, что позволяет предположить, что в каждом органе достигается равновесие между рекрутированием моноцитов костного мозга и пролиферацией и выживанием эмбриональных и происходящих из моноцитов костного мозга резидентных макрофагов. [42]

Следовательно, во время взрослой жизни пул резидентных LPM поддерживается в устойчивом состоянии за счет комбинации самообновления резидентных эмбриональных LPM и дифференцировки и самообновления резидентных moLPM. Следовательно, в этой рукописи, если не указано иное, термин LPMs относится к взрослой популяции LPM, которая в стационарном состоянии включает резидентные эмбриональные LPM и резидентные moLPM. Интересно, что после половой зрелости скорость замещения эмбриональных LPM выше у самцов, чьи LPM проявляют более высокую пролиферативную активность, что продемонстрировано анализом картирования генетических судеб в лабораториях д-ра Ф. Гинхо и д-ра С. Дженкинса, что, тем не менее, сообщили о различиях в коэффициентах замещения. [39,42] Ginhoux и коллеги [42] обнаружили более высокую долю резидентных moLPM у самцов в возрасте 8 недель и 20 недель (≈25 процентов против 10 процентов и ≈50 процентов против 25 процентов). , соответственно).

Напротив, Дженкинс и его коллеги [39] сообщили, что ≈30 процентов резидентных молибденов были обнаружены как у самцов, так и у самок в возрасте 4 недель, тогда как в 16 недель у самцов была более высокая доля резидентных молибденов (≈60 процентов против 30 процентов). Было высказано предположение, что замещение полового диморфизма резидентными moLPM контролируется изменениями перитонеальной микросреды, возникающими при половом созревании, независимо от уровня эстрогена и перитонеального ожирения [39], что приводит к расхождению в гетерогенности популяции LPM. Связанная с полом дивергенция гетерогенности внутри популяции LPM, а также половые различия в перитонеальном микроокружении определяют значительные транскрипционные и функциональные различия между популяцией LPM у самцов и самок мышей, хотя анализ РНК-секвенций на уровне отдельных клеток выявил эквивалентные кластерные идентичности в мужских и женских LPM.

RNA-seq analyses, at the population level, of 10- to 12-week-old male and female mice LPMs indicated that 486 mRNA transcripts were differentially expressed (>1.5- раз) между женскими и мужскими LPM. 148 транскриптов мРНК, более высоко экспрессируемых в LPM самок, на популяционном уровне включают гены, связанные с поглощением и транспортом липидов, такие как Apoe, Apoc1, Saa2 и Saa3, а также гены, связанные с иммунной защитой. Последние включали Timd4, Cxcl13, Tgfb2, гены компонентов комплемента C1qa, C3 и C4b и гены рецепторов лектина С-типа Cd209a, Cd209b и Clec4g. [39] Напротив, у мужчин гены, в большей степени экспрессируемые LPM, были связаны с пролиферацией и процессами, связанными с клеточным циклом, такими как Cdk1, E2f2 и Mki67.

Интересно, что самки мышей были более устойчивы к острому перитониту, вызванному стрептококками группы B [44] или инфекцией Streptococcus pneumoniae [39]. Поскольку CD209 (SIGN-R1) имеет решающее значение для выживания после заражения инфекцией S. pneumoniae, способствуя эффективному бактериальному фагоцитозу и клиренсу [24], было заявлено, что устойчивость к бактериальному перитониту в зависимости от пола связана с более высокой экспрессией женских LPM. CD209 и, кроме того, компонентов комплемента и клетки В1, рекрутирующей хемокин CXCL13.[39] В связи с этим было заявлено, что более высокая устойчивость женщин и младенцев к инфекциям, передающимся через кровь, коррелирует с повышенной CXCL-зависимой продукцией клетками B1 естественных антител.

4. Замена больших перитонеальных макрофагов, вызванная воспалением

Сообщалось, что воспалительные реакции в брюшной полости, вызванные стерильными воспалительными стимулами [5, 39, 42, 45, 46], абдоминальной хирургией [39] или бактериальной инфекцией [47], вызывают гибель клеток LPM, что приводит к снижению числа резидентные LPM (включая резидентные эмбриональные LPM и резидентные moLPM), количество которых коррелирует с тяжестью воспаления [42,46]. Восстановление исходного пула LPM происходит за счет пролиферации оставшихся резидентных LPM моноцитов (далее ii-moLPM для индуцированных воспалением moLPM), что продемонстрировано с использованием различных экспериментальных стратегий, основанных на моделях картирования судеб [42], химерных мышах с защищенным тканями костного мозга и экспериментах по адоптивному переносу [39,46].

Использование экспериментальной модели, основанной на индукции легкого воспаления, вызванного низкой дозой зимозана (10 мкг на мышь), или тяжелого воспаления, вызванного высокой дозой зимозана (1000 мкг на мышь), и экспериментов по адоптивному переносу для отслеживания ii-moLPM. и оценить, как воспалительная среда контролирует их дифференцировку, Дженкинс и его коллеги предположили, что степень замещения резидентных LPM ii-moLPM и степень, в которой последние приобретают идентичность и функцию резидентных LPM, определяется тяжестью воспалительного процесса. процесс и степень гибели ЛПМ[46] (рис. 2).

ii-moLPM, образовавшиеся после легкого воспаления, долгое время сосуществовали с оставшимися резидентными LPM, но конкуренция с резидентными LPM и изменения в перитонеальной среде удерживали их в аберрантном состоянии активации и блокировали приобретение резидентного фенотипа LPM. Напротив, тяжелое воспаление может привести к полной абляции резидентных LPM, которые в конечном итоге заменяются ii-moLPM, которые приобрели идентичность резидентных LPM, но сохранили транскрипционно и функционально отличающиеся черты, определяемые их происхождением, перитонеальным воспалением и временем возникновения. -резиденция.[46] Было предложено, чтобы фенотип ii-moLPM включал внутренние маркеры, определяемые их происхождением, такие как CD62L и семафорин 4a, маркеры, экспрессия которых контролируется конкуренцией с резидентными LPM, но со временем перепрограммируется, такие как GATA6, MHCII и CCR5, и маркеры, связанные со временем пребывания, независимо от конкуренции с резидентными LPM, такими как Tim4, CD209b и VSIG4. Значительная часть генов, по-разному экспрессируемых резидентными LPM и ii-moLPM, по-видимому, контролируется различиями в передаче сигналов ретиноевой кислотой либо напрямую, либо 6-зависимым от GATA образом.[46]

ii-moLPM проявляют более высокую пролиферативную активность, чем резидентные LPM [38, 46], что, как предполагается, коррелирует с различиями в повышенной способности первых к пролиферации в ответ на CSF1, продуцируемый мезотелиальными клетками. [36] Кроме того, ii-moLPM проявляли более низкую способность к фагоцитозу бактерий и поглощению умирающих клеток и не продуцировали CXCL13.[46] В то время как количество перитонеальных B1-клеток увеличивается с возрастом в гомеостазе, воспаление брюшины приводит к дефектному накоплению B1-клеток [46], поскольку, как указано выше, продукция CXCL13 LPMs контролирует перемещение B1-клеток в брюшную полость [48]. Таким образом, тот факт, что генетическая и функциональная гетерогенность популяции LPM зависит от пола и возраста, имеет важное значение при рассмотрении роли LPM в репарации, защите и участии в перитонеальном метастазировании опухоли, что необходимо учитывать в будущих исследованиях.

Важно отметить, что моноциты, рекрутированные в брюшную полость во время воспалительных реакций, связанных с неинфекционным повреждением брюшины, инфекцией или метастатическим ростом опухоли, потенциально могут дифференцироваться в клетки, происходящие из моноцитов, которые выполняют специфические репарационные, защитные или опухолевые функции. но могут не приобретать фенотипические или функциональные характеристики LPM и, следовательно, не должны рассматриваться как ii-moLPM. Тем не менее, определение идентичности клеток, дифференцированных из моноцитов, рекрутированных в воспаленную брюшину, может быть спорным, поскольку в большинстве отчетов основное внимание уделяется функциональной значимости перитонеальных клеток, происходящих из моноцитов, времени персистенции и/или приобретению ими признаков LPM. клетки, происходящие из моноцитов, не рассматривались, и, наоборот, в сообщениях о замещении резидентных LPM во время воспаления функция ii-moLPM не исследовалась подробно.

В соответствии с гипотезой о том, что конкуренция за определенную физическую нишу, определяемую клеточными и молекулярными факторами микросреды, определяет вклад моноцитов в резидентные в тканях макрофаги [43], было предложено существование биохимической ниши для перитонеальных макрофагов [46]. ] Соответственно, конкуренция за сигналы и межклеточные взаимодействия, контролирующие выживание, пролиферацию и функцию LPM, будет контролировать баланс между резидентными LPM и ii-moLPM, а также приобретение iimoLPM идентичности зрелых резидентных LPM.

5. Роль крупных перитонеальных макрофагов в перитонеальном гомеостазе.

LPM играют важную роль в клиренсе апоптотических клеток в стационарном состоянии, что является отличительной чертой резидентных в тканях макрофагов, что имеет решающее значение для поддержания самотолерантности [49] посредством экспрессии специфических рецепторов-мусорщиков, включая CD36, CD93, CD163 Tim4. , и MerTK [16, 20–22]. Интересно, что эффективная интернализация апоптотических клеток с помощью LPM была предложена на основе первоначального связывания с Tim4 фосфатидилсерина, экспонированного апоптотическими клетками, с последующим поглощением, опосредованным MerTK. [20] LPM запрограммированы перитонеальной микросредой на эффективную очистку от апоптотических клеток, избегая воспаления, вызванного TLR-опосредованным распознаванием собственной нуклеиновой кислоты, сохраняя при этом способность реагировать на инфекцию.

Утверждалось, что факторы транскрипции, подобные факторам Круппеля 2 и 4, управляют программированием LPM для иммунологически молчащего клиренса апоптотических клеток, контролируя экспрессию генов рецепторов распознавания апоптотических клеток, таких как Timd4, Marco и Olr1, и генов, действующих как негативные регуляторы. передачи сигналов TLR, таких как Hes1, Socs3, Pdlim2, Ptpn6 и Tnfaip3, что приводит к увеличению порога активации. В соответствии с этими наблюдениями, LPM экспрессируют VSIG4, рецептор, родственный семейству B7, который, как сообщается, подавляет активацию макрофагов посредством 2-опосредованного PDK перепрограммирования митохондриального окисления пирувата и продукции АФК.[23]

LPM играют ключевую роль в поддержании гомеостаза перитонеальных B1-клеток. Действительно, перитонеальные клетки B1, которые конститутивно продуцируют естественный IgM, обеспечивая локальную первую линию защиты от широкого спектра патогенов [12], зависят от хемокина CXCL13, продуцируемого LPM и стромальными клетками, для их рекрутирования из кровотока и самонаведения. в брюшную полость; CXCL13 также необходим для самонаведения клеток B1 к сальнику. Кроме того, после стационарной миграции в собственную пластинку кишечника перитонеальные клетки B1 секретируют естественные антитела IgA, чтобы обеспечить иммунный контроль кишечной микробиоты. Интересно, что переключение класса IgA в перитонеальных клетках B1 и, следовательно, опосредованная клетками B1 секреция кишечного IgA контролируется ретиноевой кислотой/GATA6-зависимой продукцией TGF-𝛽 LPM.[19] В соответствии с этим наблюдением ретиноевая кислота и TGF-𝛽 оказывают синергетическое действие на переключение класса IgA в перитонеальных клетках B1 in vitro.[50]

Дополнительной функцией ЛПМ, связанной с перитонеальным гомеостазом, является наблюдение за выявлением стерильного повреждения брюшины, которое, если его быстро не устранить, может привести к образованию перитонеальных спаек, которые могут перерасти в тяжелое заболевание брюшины, включая кишечную окклюзию и бесплодие у женщин. 10] Наблюдение за повреждением брюшины или инфекцией в основном осуществляется LPM и требует активного патрулирования поверхности брюшины. В связи с этим в недавнем отчете, в котором визуализация брюшной полости через неповрежденную брюшную стенку была выполнена с помощью прижизненной микроскопии, было показано, что LPM пассивно перемещаются в зависимости от дыхания и случайным образом в стационарном состоянии со скоростью до 800 мкм с-1. [4] Роль LPM в восстановлении тканей брюшины и формировании спаек обсуждается в следующем разделе.

6. Роль крупных перитонеальных макрофагов в восстановлении перитонеальной травмы.

Повреждение брюшной или висцеральной брюшины может быть вызвано стерильной травмой в результате случайной травмы или абдоминальной хирургии или может быть результатом патологии брюшины, такой как инфекция, заболевания печени или кишечника, метастатический рост опухоли. Недавние исследования, обсуждаемые ниже, пролили свет на механизмы, участвующие в восстановлении перитонеального стерильного повреждения, и на роль LPM в этом процессе.[10] Напротив, то, как впоследствии восстанавливается брюшина, поврежденная перитонеальной инфекцией или метастазами опухоли, еще предстоит тщательно изучить.

Ощущение повреждения слизистой оболочки брюшины достигается за счет распознавания молекулярных паттернов, связанных с опасностью (DAMP), высвобождаемых поврежденными клетками, включая мезотелиальные клетки, клетки, расположенные в субмезотелиальной соединительной ткани, и, возможно, те, которые формируют подлежащие ткани. DAMP включают конститутивно экспрессируемые DAMP, такие как ядерная и митохондриальная ДНК, ядерные и митохондриальные белки (HMGB1, гистоны, цитохром с), АТФ, ионы K+ или кальций-связывающие белки S100, индуцибельные DAMP, такие как белки теплового шока, дефензины. , галектины и IL-1𝛼, а также внеклеточные DAMP, такие как гиалуронан или гепарансульфат.[51] DAMP-активированные мезотелиальные клетки вызывают воспаление брюшины за счет высвобождения провоспалительных цитокинов и хемокинов, которые способствуют рекрутированию лейкоцитов в поврежденные участки и активации комплемента, что приводит к дополнительному воспалению. Эта воспалительная реакция запускает зависимую от тканевого фактора полимеризацию фибрина в результате дисбаланса между фибриногенезом и фибринолизом, что приводит к образованию фибринового матрикса, служащего каркасом для заживления раны.

Последний включает рекрутирование в субмезотелиальный компартмент лейкоцитов, выполняющих функцию репарации, включая LPM, нейтрофилы, моноциты и макрофаги, происходящие из моноцитов, рекрутирование мезенхимальных предшественников, отложение внеклеточного матрикса, врастание нервов и кровеносных сосудов и реэпителизацию. поврежденной брюшины.[10] Персистирующее воспаление брюшины может привести к избыточному отложению фибрина и, в конечном счете, к образованию фиброзных мостиков между противоположными поверхностями брюшины, содержащими нервы и кровеносные сосуды, называемых абдоминальными спайками.[52] Спайки преимущественно возникают в результате абдоминальной хирургии, но также могут быть вызваны инфекцией, эндометриозом, лучевой терапией или перитонеальным диализом и связаны со значительной заболеваемостью, которая может включать опасные для жизни осложнения.

Электронно-микроскопический анализ перитонеального заживления после экспериментальной хирургической травмы, выявивший, что макрофаги прикрепились к поврежденной ткани через 24 ч после повреждения, а затем мигрировали в рану [53], стал первым свидетельством возможной роли макрофагов в перитонеальном перитоните. ремонт травм. Эта гипотеза была дополнительно подтверждена исследованиями прижизненной микроскопии в лаборатории доктора П. Кубеса, демонстрирующими, что после индуцированного лазером повреждения капсулы печени F4/80high GATA6 plus LPM рекрутировались в поврежденные участки и мигрировали через мезотелий в повреждения печени в течение 1 часа после лазерного поражения.[30]

LPM ощущали поврежденную ткань посредством распознавания АТФ, высвобождаемого некротическими клетками печени через DAMP-рецептор PX27, и проникали в паренхиму печени через CD44-, опосредуя связывание с гиалуроновой кислотой, присутствующей в поврежденных областях. Интересно, что рекрутирование в поврежденную ткань запускало пролиферацию LPM и активацию молекул, связанных с альтернативным фенотипом активации/восстановления, таких как CD206, CD273 и аргиназа 1. Соответственно, рекрутированные LPM активно способствовали удалению некротических клеток, что считалось критически важным. для реваскуляризации и восстановления тканей, что подтверждается экспериментами, показывающими, что заживление поврежденных участков задерживается у мышей с истощением LPM или дефицитом GATA 6-нагруженных клодронат липосомами.[30]

Сходное АТФ-индуцированное рекрутирование и CD{1}}зависимая миграция в поврежденную область F4/80 с высоким содержанием GATA6 плюс LPM были описаны в модели термического повреждения кишечника.[54] Эксперименты с клодронатом, опосредованным липосомами, по истощению LPM также подтверждают концепцию о том, что LPM способствуют восстановлению поврежденного кишечника в этих экспериментальных условиях. Однако вопрос о том, рекрутируются ли LPM, как описано в этом отчете, в серозную оболочку кишечника после повреждения кишечного эпителия, требует дальнейшего изучения, поскольку остается возможным, что это явление было искусственным, если в этих экспериментах повреждение не ограничивалось только поверхность просвета кишечника, но затронула слизистую оболочку кишечника и подслизистую оболочку, принимая во внимание экспериментальную стратегию, использованную для решения этой проблемы в этом исследовании.

С другой стороны, что касается экспериментов по истощению LPM путем лечения липосомами, нагруженными клодронатом, проведенных для изучения роли LPM в восстановлении серозной оболочки печени или кишечника [30,54], наблюдалось ли замедленное заживление ран у мышей, получавших клодронат. была обусловлена, по крайней мере частично, истощением перитонеальных макрофагов, происходящих из моноцитов, и тканевых популяций макрофагов, присутствующих в сальнике, перитонеальной мембране или капсуле печени, нельзя исключать. Действительно, было продемонстрировано, что моноциты рекрутируются в области повреждения брюшины, где они дифференцируются в производные от моноцитов макрофаги, которые могут способствовать восстановлению тканей.

В соответствии с этими наблюдениями концепция о том, что после того, как LPM прикрепляются к поврежденному мезотелию, они мигрируют в серозные повреждения и выполняют важную репаративную функцию, была поставлена ​​под сомнение в недавнем отчете, в котором картирование генетической судьбы позволило проследить резидентные LPM после стерильного повреждения печени. .[56] Эти исследования показали, что резидентные LPM GATA6 плюс накапливаются на поврежденной поверхности печени, но минимально проникают в некротизированную паренхиму печени. Кроме того, с помощью зависимого от дифтерийного токсина G6Mø-CreER; R26-tdTomato/iDTR, что позволило провести генетическую абляцию большинства резидентных LPM GATA6 плюс, авторы пришли к выводу, что отсутствие GATA6 плюс резидентные LPM не оказало существенного влияния на заживление ран печени, и, таким образом, что GATA6 плюс резидентные LPM LPM не были критическими для регенерации поврежденной серозной ткани. Следовательно, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы установить, способствуют ли LPM заживлению перитонеального заживления и каким образом.

Интересно, что недавний отчет лаборатории доктора П. Кубеса, основанный на визуализации брюшной полости после индуцированного лазером фокального термического повреждения брюшины с помощью прижизненной микроскопии через неповрежденную брюшную стенку, подтверждает непосредственную роль LPM в восстановлении серозной оболочки. [4] В самом деле, резидентные GATA6 плюс LPM были первыми клетками, рекрутированными для мезотелиальных повреждений, процесс, который требовал сдвигового потока перитонеальной жидкости. Рекрутированные LPM прикреплялись к поврежденной брюшине и полностью покрывали поражения через 15 минут после повреждения, образуя тромбоподобные структуры в процессе, отражающем агрегацию тромбоцитов в ответ на повреждение кровеносных сосудов. Агрегация LPM зависела не от канонических молекул адгезии или полимеризации фибрина, а от рецепторов-мусорщиков, содержащих домены рецепторов-мусорщиков, богатых цистеином (SRCR), таких как MARCO или MSR1, которые связываются с большим количеством полианионных лигандов и которые высоко консервативны на протяжении всей эволюции. из беспозвоночных. Действительно, у иглокожих, таких как морской еж, повреждение в целомической полости приводило к агрегации целомоцитов, экспрессирующих SRCR-содержащие гомологи, которые запечатывали поврежденные участки. перитонеальных поражений, путем достижения физической герметизации повреждений брюшины, поскольку блокада агрегации макрофагов приводила к замедлению заживления поврежденной париетальной брюшины.[4]

Напротив, при использовании экспериментальной модели образования перитонеальных спаек, вызванных стерильной хирургической травмой, включающей формирование перитонеальной пуговицы путем сшивания части стенки брюшины, было показано, что большое количество LPM рекрутируется к пуговицам в течение 3 часов после операции. .[4] В этой ятрогенной обстановке макрофаги образовывали обширные агрегаты, которые способствовали отложению фибрина и росту рубцовой ткани, что приводило к образованию спаек брюшины в течение 7 дней после операции.

Интересно, что количество и развитие перитонеальных спаек было заметно снижено у мышей, у которых LPM были истощены за 24 часа до операции, подтверждая, что LPM способствовали образованию перитонеальных спаек. Интересно, что при использовании аналогичной модели экспериментального образования адгезии было показано, что LPM образуют клеточный барьер над фибриновыми сгустками, образующимися в поврежденных мезотелиальных областях, процесс, ведущий к образованию спаек, если макрофагальный барьер был недостаточным для покрытия фибринового сгустка, но это предотвращало образование спаек, если макрофагальный барьер полностью защищал сгустки фибрина.[59] Действительно, -4-опосредованное ИЛ усиление макрофагального барьера предотвращает образование спаек и может быть основой для разработки инновационных методов лечения для предотвращения послеоперационных спаек. Следовательно, хотя первоначальное привлечение и агрегация макрофагов вместе с отложением фибрина, по-видимому, необходимы для правильного восстановления серозной оболочки, это также может вызвать патогенное рубцевание, ведущее к образованию спаек, ситуация, которая коррелирует с низкой мезотелиальной фибринолитической активностью. ]

Таким образом, роль ЛПМ в лечении стерильного повреждения брюшины в значительной степени определяется тяжестью травмы. LPM способствуют образованию спаек после обширных повреждений брюшины, но выполняют важную функцию быстрого восстановления фокальных мезотелиальных повреждений, напоминая примитивные механизмы восстановления, законсервированные на протяжении всей эволюции (Рис. 3). С другой стороны, способность LPM проникать в глубоко поврежденную субмезотелиальную ткань и способствовать ее восстановлению вместе с макрофагами и нейтрофилами, происходящими из моноцитов, все еще остается спорной и, следовательно, требует дальнейшего изучения. В связи с этим вопрос о том, продуцируют ли LPM, как описано для других популяций макрофагов, медиаторы глубокого заживления, такие как фактор роста тромбоцитов, инсулиноподобный фактор роста 1, TGF-𝛽1 или VEGF-𝛼 [60], еще предстоит изучить. .

For more information:1950477648nn@gmail.com