Nature：直接募集的GATA6 +腹腔巨噬细胞有助于肠浆膜损伤的修复

【摘要】

CX3CR1+巨噬细胞是骨髓源单核细胞通过血流募集后转化而成，对肠道损伤做出反应，其血流募集过程依赖于CCR2、Nr4a1和微生物组，这个过程对于（肠道）正常组织的修复至关重要。但是，GATA6+腹膜腔巨噬细胞可能是受损肠道部位成熟和功能性髓系细胞的替代性、更易获得的来源。

在这里，我们使用旋转圆盘共聚焦显微镜显示，在肠热损伤和葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠结肠炎中，大的F4/80hiGATA6+腹腔巨噬细胞通过直接从腹腔途径迅速积聚在受损的肠部位。与血流来源的单核细胞/巨噬细胞相反，腔内巨噬细胞不依赖于CCR2、Nr4a1或微生物组进行募集，而是依赖于损伤部位的ATP释放和暴露的透明质酸。它们参与坏死细胞的清除、血运重建和胶原沉积，从而解决组织损伤。

总之，腹膜腔巨噬细胞代表了一种替代传统单核细胞源巨噬细胞的肠道组织修复的快速途径。

【介绍】

组织内的巨噬细胞是维持局部稳态的主要角色，以应对环境变化，如感染和炎症。与大多数其他器官不同，肠粘膜固有层不断由来自骨髓祖细胞单核细胞的巨噬细胞补充。在炎症中，Ly6Chi单核细胞快速聚集进入损伤区域并转化为CX3CR1+单核细胞/巨噬细胞，这个过程依赖于CCR2、Nr4a1和微生物组。这一过程有助于炎症的缓解和组织修复，但从典型的促炎单核细胞转化为替代表型至少需要几天。然而，因为肠是外部环境的门户，我们推测在严重的肠损伤期间，修复是通过替代途径立即开始的。

在无菌损伤/炎症后，大型GATA6+腹腔巨噬细胞迅速侵入肝脏的包膜下区域，在那里它们有助于组织修复。锌指转录因子，GATA6，控制增殖、存活和代谢。Wang等人揭示了腹腔巨噬细胞在肝损伤部位迅速扩张，并上调交替激活巨噬细胞的标记CD273、CD206和精氨酸酶-1。

肠也被腹膜腔包围；然而，腹膜巨噬细胞是否能够(1)检测腹膜内的管腔损伤，(2)在病理条件下通过强大的间皮屏障侵入肠道，以及(3)影响组织修复，尚未被探索。这个过程中涉及的分子机制也是未知的。

哺乳动物的肠道中有超过100万亿的微生物，其中大部分存在于结肠中，所以它们可能是腹腔巨噬细胞的强有力的补充信号。

在这次研究，我们检查肠损伤中腹腔巨噬细胞的募集和功能。

使用旋转圆盘双激光活体显微镜和无菌肠烧伤模型，我们检测到大 F4/80hi腹腔巨噬细胞积聚在肠损伤部位。它们响应坏死细胞释放的三磷酸腺苷，通过独特的腹膜途径被募集到损伤的肠。透明质酸和CD44之间的相互作用对于募集是必不可少的，而CCR2、Nr4a1和微生物组不参与。积聚的大腹腔巨噬细胞有助于清除肠损伤部位的坏死细胞，并有助于血运重建和胶原沉积。我们还关注最常见的肠道疾病，炎症性肠病(IBD)，并观察到在没有腹腔巨噬细胞的情况下，更严重的葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎活动。

总的来说，这些数据证明了免疫因子GATA6+腹腔巨噬细胞在肠损伤中的重要性。这些发现促使进一步的研究探索肠道疾病的机制和/或治疗策略，特别关注IBD。

【结果】

大F4/80hi巨噬细胞在无菌性肠损伤后迅速聚集

肠道巨噬细胞表达一种特定的细胞表面标记物CX3CR1。使用活体成像和带有CX3CR1荧光报告子的小鼠，我们对稳态肠固有层巨噬细胞成像，发现这些细胞在血管周围形成交叉的物理链。

我们使用Cx3cr1GFP/+Ccr2RFP/+老鼠检测了单核细胞和巨噬细胞对无菌性肠热损伤的反应。使用热探头从结肠浆膜侧创建延伸到固有层的500微米局灶性坏死病灶。这个模型允许我们想象在一个消灭了常驻细胞的区域中免疫细胞的募集。影像显示：6 h内CCR2+单核细胞浸润损伤部位，CX3CR1+单核细胞未浸润。同时，邻近损伤部位的CX3CR1+巨噬细胞保持固着状态，不会从其原始位置向损伤部位移动。

尽管它们是固着的，当将F4/80抗体应用于C57BL/6小鼠的局部损伤部位时，损伤后2h内聚集了大量F4/80hi巨噬细胞。这些大F4/80hi细胞的积累在损伤后24小时达到高峰，并持续至少48小时。为了证实它们不是来自单核细胞，我们在损伤6h后局部施用F4/80抗体，并对Cx3cr1GFP/+Ccr2RFP/+小鼠进行了成像。这表明：CCR2RFP和CX3CR1GFP都没有与大的F4/80hi细胞共定位。中性粒细胞标记物Ly6G也没有显示出与F4/80的任何共定位。

在损伤后24小时，CCR2+单核细胞在损伤部位周围形成一个环，它们通过血管聚集，而在血管中看不到大的F4/80hi细胞，它们作为大的聚集物位于损伤中心。

CCR2+CX3CR1+细胞和大型F4/80hi细胞在大小上有显著差异，后者至少是前者的两倍。重要的是，肠损伤部位的这些大F4/80hi细胞表达GATA6，一种对大腹腔巨噬细胞特异的转录因子，但不表达肠F4/80+巨噬细胞。

使用流式细胞术，我们证实活体显微镜数据显示损伤结肠中存在GATA 6+cd11b F4/80hi巨噬细胞群。其他巨噬细胞群不表达GATA6。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27614-9

编辑：舒雅（编译）

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