非经典单核细胞获得整个血管树的支持

非经典单核细胞获得整个血管树的支持

Non-classical monocytes have the support of the whole vascular tree - Nature Reviews Immunology

Thierry, Baudon et al. show that non-classical monocytes are nurtured by endothelial cell expression of CSF1 throughout …

www.nature.com

期刊名称与出版年份：Nature Reviews Immunology, 2024年

第一作者与末位作者：第一作者：Thierry G.R.；末位作者：Baudon S.

第一所属机构：Department of Immunology, [University Name]

摘要:
非经典单核细胞（NCMs）是循环中的吞噬细胞，在免疫监视、清除和组织修复方面发挥着类似于组织驻留巨噬细胞的作用。本研究揭示，整个血管树在维持NCMs方面发挥着关键作用。特别是，研究表明血管内皮细胞通过向NCMs提供生长因子CSF1来支持其存活，而Cx3cl1调节NCMs对CSF1的获取。

背景:
此前的研究已表明，骨髓内皮细胞提供CSF1以支持NCMs。

方法:
作者构建了在内皮细胞中组成型或诱导型缺失Csf1的小鼠，并表明在这些小鼠中，骨髓和血液中的NCMs显著减少。

结果:
内皮CSF1是NCMs存活所必需的，并且研究表明从内皮细胞中缺失Cx3cl1会使NCMs显著减少。此外，研究提示缺乏Cx3cr1的NCMs对CSF1的摄取不足。

讨论:
本研究结果提示，整个血管树作为NCMs存活的生态位发挥作用，而对CSF1的获取由黏附性相互作用决定。

与既往研究相比的新颖性:
本研究提供了一个新的视角，即整个血管树作为NCMs存活的重要生态位发挥作用。

局限性:
本研究基于小鼠模型，其对人类的适用性尚需进一步研究。

潜在应用:
本研究可能有助于开发促进NCMs存活的新型治疗策略。

什么是非经典单核细胞（NCMs）？

非经典单核细胞（NCMs）是存在于血液中的一种特定类型的单核细胞（一种白细胞），在免疫监视、清除（清扫）死亡细胞和异物以及组织修复方面发挥着重要作用。NCMs具有若干使其区别于经典单核细胞（CMs）的特性；特别是，它们常常附着于血管内皮，从中接收生长因子和其他信号，以维持其存活和功能。

NCMs高表达一种称为CX3CR1的受体，该受体与血管内皮细胞表达的一种称为CX3CL1的趋化因子结合。这种相互作用对于NCMs留在血管内、高效摄取称为CSF1的生长因子并确保其存活非常重要。作为机体免疫系统的一部分，NCMs在发生异常或损伤时迅速作出反应，并发挥促进修复的作用。

在什么情况下被激活？

非经典单核细胞（NCMs）主要在以下情况下被激活。

1. 血管损伤或炎症:
   当血管受损或组织中发生炎症时，NCMs会聚集到该部位并迅速作出反应。当血管内皮细胞表达趋化因子CX3CL1时，NCMs通过CX3CR1受体附着于该部位，并促进炎症部位的免疫应答。
2. 免疫监视:
   NCMs在血管内巡逻，检测异常细胞和病原体。这种监视活动是一项重要功能，可在体内发生感染或肿瘤形成等异常之前，迅速识别并加以处理。
3. 组织修复:
   NCMs也参与受损组织的修复过程。当发生损伤时，NCMs会聚集到该部位，清除死亡细胞和不需要的组织，并支持新组织的再生。

在这些情况下，NCMs积极发挥作用，在协助免疫应答和组织修复方面承担着重要角色。

NCM会转化为巨噬细胞吗？

一般认为，非经典单核细胞（NCMs）不会直接转化为巨噬细胞。NCMs具有自身的作用，主要参与免疫监视和组织修复。它们在以下方面与巨噬细胞不同。

1. 作用与功能:
   NCMs专门负责循环血液中的免疫监视以及血管内的修复。而巨噬细胞驻留于组织中，在清除异物、调节免疫应答和维持组织稳态方面发挥着核心作用。
2. 转化模式:
   已知经典单核细胞（CMs）在迁移到组织后，会响应各种刺激分化为巨噬细胞和树突状细胞。然而，NCMs主要在血管内发挥其功能，被认为不会直接分化为巨噬细胞。
3. CSF1的作用:
   CSF1（集落刺激因子1）是支持NCMs存活的重要因子，但它并不提供使NCMs转化为巨噬细胞的直接信号。相反，NCMs需要CSF1以便在原处持续发挥其功能。

因此，NCMs通常不会转化为巨噬细胞，而被视为具有各自功能的独立细胞群体。

与巨噬细胞有什么关联？

非经典单核细胞（NCMs）与巨噬细胞之间的关联很有意思，因为NCMs是一个独立的细胞群体，虽然具有类似于巨噬细胞的功能，但发挥着不同的作用。具体而言，NCMs在血管内执行类似巨噬细胞的功能——免疫监视、清除异物和组织修复，但与巨噬细胞不同，它们通常不会迁移到血管外并分化为巨噬细胞。

关联的详情：

1. 功能上的相似性:
   与巨噬细胞一样，NCMs参与组织损伤的修复和免疫监视。然而，这些活动主要在血管内进行。
2. 发育起源与分化:
   巨噬细胞由经典单核细胞（CMs）分化而来，驻留于组织中并长期发挥功能。相比之下，NCMs留在血管内，被认为很少直接分化为巨噬细胞。
3. 存活生态位的共享:
   NCMs和巨噬细胞都利用生长因子CSF1来维持其存活，但对NCMs而言，重要的是这种CSF1由血管内皮细胞供应。对巨噬细胞而言，则常常由组织内的其他生态位供应。

本文表明，NCMs通过在血管内摄取CSF1来维持其存活，并发挥着不同于巨噬细胞的独特作用。文章还强调，NCMs通过由CX3CL1介导的黏附高效利用CSF1，从而确保其在血管内的存活。这表明，NCMs虽然在功能上与巨噬细胞相关，但在不同的生态位中存活并承担不同的功能。

NCM会进行吞噬吗？

是的，非经典单核细胞（NCMs）具有吞噬能力。NCMs在血液中巡回时，会识别并吞噬异常细胞、异物以及受损细胞的残骸等。这种吞噬活动表明，NCMs作为免疫监视和组织修复的一部分发挥着重要功能。

与组织驻留的巨噬细胞一样，NCMs能够摄取并消化异物和病原体，但它们的吞噬活动主要在血管内进行。因此，NCMs在血管中”巡逻”，并在发现异常时迅速进行吞噬，从而有助于维持组织稳态。

本文表明，NCMs作为其在血管内监视活动的一部分进行吞噬。特别是，文章强调NCMs具有清除异物和受损细胞的能力，并作为免疫系统的一部分发挥作用。

NCM的寿命是多久？

非经典单核细胞（NCMs）的寿命据称为数天至数周。这一时期取决于NCMs在血管内发挥免疫监视和组织修复等作用的活动。

NCMs的寿命主要由来自环境的信号和生长因子调控。特别是，一种称为CSF1（集落刺激因子1）的生长因子在NCMs的存活中发挥着重要作用。这种CSF1由血管内皮细胞供应，NCMs通过接收这种生长因子，可以延长其寿命并维持其功能。

此外，趋化因子CX3CL1与其受体CX3CR1之间的相互作用也参与NCMs的寿命。当这些信号不足时，NCMs的存活会变得困难，结果据报道其寿命会缩短。

本文详细叙述了CSF1和CX3CL1对NCMs存活的影响，并表明这些信号在NCMs的寿命中发挥着重要作用。

如何对小鼠进行基因敲除？

关于在与非经典单核细胞（NCMs）相关的研究中对小鼠进行基因敲除的方法，使用了以下基因敲除技术。

1. 基因敲除模型:
   研究者从小鼠基因组中删除（敲除）特定基因（例如 Csf1 或 Cx3cl1），以研究该基因在生理上发挥何种作用。由此可以观察目标基因的缺失对NCMs存活和功能的影响。
2. 组成型敲除小鼠:
   在这些小鼠中，特定基因在胚胎发育的早期阶段被删除，结果目标基因从所有体细胞中缺失。例如，在组成型敲除 Csf1 的小鼠中，观察到血液和骨髓中的NCMs显著减少。
3. 条件性敲除小鼠:
   在条件性敲除中，可以仅在特定组织或细胞类型，或仅在特定时间删除某一基因。为实现这一点，使用了诸如Cre-LoxP系统之类的技术。例如，通过仅在内皮细胞中敲除 Csf1，可以确认NCMs是否依赖于由血管内皮提供的CSF1。
4. 诱导型敲除小鼠:
   在这种方法中，研究者可以在特定时间敲除某一基因。例如，通过给予特定药物（如他莫昔芬），基因在时间上受到控制并被敲除。由此可以研究特定基因在小鼠成年后对NCMs功能的影响。

本文中使用了组成型和条件性敲除小鼠，以便通过敲除 Csf1 和 Cx3cl1 基因来阐明这些基因对NCMs存活的重要性。