《PNAS》血液白细胞水平跟肠道微生物有关

时间:2022年11月23日
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

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在干细胞移植或化疗等治疗后,肠道细菌的组成对促进小鼠血液中中性粒细胞数量的恢复至关重要。

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Mechanism of reactive neutropenia    

图片:在正常情况下(稳态),中性粒细胞调节肠道菌群。当中性粒细胞数量下降(中性粒细胞减少)时,肠道菌群的组成发生变化,刺激T细胞产生IL-17A。IL-17-A反过来又刺激骨髓中中性粒细胞的产生(反应性粒细胞生成)。


在干细胞移植或化疗等治疗后,肠道细菌的组成对促进小鼠血液中中性粒细胞数量的恢复至关重要。  

白细胞或粒细胞是先天免疫系统的一部分。最常见的粒细胞类型是中性粒细胞,它是一种吞噬细胞,可以消灭体内的微生物。血液中低中性粒细胞计数称为中性粒细胞减少症;这种情况常见于白血病或化疗后。众所周知,嗜中性粒细胞减少症可诱导粒细胞生成,即粒细胞的形成过程。然而,中性粒细胞减少症驱动颗粒生成的确切机制还不完全清楚。

北海道大学医学院的Daigo Hashimoto副教授和Takanori Teshima教授领导的研究团队发现,肠道微生物群在驱动小鼠模型的颗粒生成中起着关键作用。研究结果发表在《PNAS》。

在体内平衡水平之上增加颗粒生成的过程可以分为紧急颗粒生成,由细菌的存在驱动,和反应性颗粒生成,在没有活性微生物感染的情况下增加颗粒生成。众所周知,造血干细胞移植(SCT)或癌症化疗引起的中性粒细胞减少后会发生反应性粒细胞生成。研究小组想要了解在这两种情况下,嗜中性粒细胞减少症引发反应性粒细胞生成的机制。

研究小组在小鼠模型中诱导长时间的中性粒细胞减少,并观察细胞因子(细胞信号分子)的水平,已知与颗粒生成有关。他们发现两种细胞因子显著升高:粒细胞集落刺激因子(G-CSF)和白介素17A (IL-17A)。他们发现IL-17A对中性粒细胞的恢复至关重要。他们证实T细胞是IL-17A的主要来源。

他们对研究肠道微生物组是否影响颗粒生成感兴趣,这是建立在其他研究的基础上的,这些研究表明肠道微生物组和骨髓造血可以相互影响。他们发现肠道微生物组确实通过T细胞分泌的IL-17A上调了反应性颗粒生成,还发现长时间的中性粒细胞减少会改变肠道微生物组。他们确定正是微生物组组成的这种变化增强了反应性颗粒生成。

本研究证明,中性粒细胞减少引起的肠道微生物组的改变通过T细胞分泌的IL-17A刺激骨髓中反应性粒细胞生成,促进中性粒细胞恢复。未来的工作将专注于临床试验,以测试这种相声是否存在于人类身上;其他途径包括开发抗生素配方,使支持颗粒形成的细菌完好无损。

Reactive granulopoiesis depends on T-cell production of IL-17A and neutropenia-associated alteration of gut microbiota

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