国家犹太健康中心(National Jewish Health)的研究人员及其同事完成了首次比较多个肺损伤模型中肺巨噬细胞的研究。该研究表明,之前描述为“促纤维化”的巨噬细胞不足以单独引起纤维化,从而为研究巨噬细胞编程如何帮助或阻碍肺修复打开了大门。这项研究发表在《JCI Insight》杂志上。
巨噬细胞是驻留在肺部并保护肺部的免疫细胞,在受伤或疾病期间大量招募到肺部。它们在各种类型的肺损伤的启动和解决中起着关键作用,但也参与导致肺部瘢痕形成(纤维化)的途径。目前尚不清楚哪些机制区分了促进健康修复的巨噬细胞和导致纤维化的巨噬细胞。这项研究旨在探讨不同的遗传组巨噬细胞是否涉及这些不同的结果。
国家犹太健康中心重症医学科主任William Janssen博士表示:“我们现在知道巨噬细胞的作用一直被误解。”他是这项研究的高级共同作者。“这项研究有助于推进肺病学界的目标,即利用巨噬细胞来实现肺修复。”
研究人员最初比较了两种疾病模型中的巨噬细胞活动,一种已知会进行健康的修复路径,另一种会导致纤维化,以确定巨噬细胞群体是否存在差异。初步结果帮助确定了在所有类型的肺损伤中招募到肺部的响应者巨噬细胞群体。然后,研究人员在多个时间点分析了这些巨噬细胞群体的转录基因,以更好地了解存在的差异。
他们发现表达Gpnmb基因的巨噬细胞,历史上被描述为“促纤维化”巨噬细胞,在这两种类型的肺损伤中都存在,这表明它们可能不像以前认为的那样与纤维化密切相关。进一步分析发现在多种疾病(包括哮喘和COVID)的肺组织样本中发现了这些巨噬细胞,具有广泛的恢复结果。这一发现促使后续调查是什么导致某些肺疾病出现功能失调的愈合和纤维化,而其他疾病则不会。
“当你退一步并以不同的方式看待临床数据时,你会看到一些新的东西,”国家犹太健康中心研究员Alexandra McCubbrey博士说,她是该研究的高级共同作者。
进一步研究不同时间点的不同损伤模型显示,肺微环境导致蛋白质表达和巨噬细胞存活的微妙变化。在纤维化损伤模型中,这些变化激活了导致细胞走向效果较差修复的独特途径,作为对环境和外部信号的响应。
研究人员已经确定了一种出现在所有类型肺损伤中的巨噬细胞群体,以及几种对纤维化和健康修复都有贡献的独特途径,现在计划继续研究究竟是什么触发了这些表达差异,以及是否可以重新定向可能参与纤维化的巨噬细胞以协助健康修复。
“我们的目标是弄清楚如何重建受损的肺部,”Janssen博士说。他正在进行的研究旨在更好地了解是什么程序化了巨噬细胞,并确定是否可以利用它们来鼓励即使是曾经纤维化的疾病也能进行健康的修复。
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