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血小板不仅能止血,还能促进肺部炎症消退?

2021-06-18 15:28
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 小布 医学界呼吸频道

*本文所涉及专业部分,仅供医学专业人士阅读参考

血小板不仅可以止血,在缓解肺炎方面也有一定作用!

血小板,大家一定都不陌生,这可是血细胞的重要组成部分,在机体止血中发挥了举足轻重的作用。

可是谁能想到有一天,血小板竟然和肺部炎症发生了关系。事情原委,且听我娓娓道来。

肺部炎症消退限制ARDS组织破坏,血小板也参与其中!

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种多发且危及生命的急性肺部炎症性疾病,40%的ARDS病例是致命的。

肺泡损伤导致促炎因子的释放,如肿瘤坏死因子、白细胞间介素-1(IL-1)、白细胞间介素-6(IL-6)和白细胞间介素-8(IL-8)。这些细胞因子将中性粒细胞募集到肺部,使内皮细胞通透性增加,从而导致肺水肿和急性肺损伤。

巨噬细胞在其中也发挥了重要的致病作用,巨噬细胞分泌的骨桥蛋白,也能够刺激肺中性粒细胞聚集,这种致病反应可能依赖于血小板。

肺部炎症的及时消退对于限制ARDS的组织破坏至关重要。然而,目前对于肺部炎症消退的调控机制仍知之甚少。

此前,各种急性肺损伤模型已经证明,血小板在肺部不仅可能介导损伤性致病反应,还可能介导保护性反应,这取决于ARDS的病因或急性肺损伤的类型。

血小板的这种多功能性表明,它们在止血作用以外,还发挥着免疫调节的功能。过去十几年的研究表明,血小板可以传递各种免疫信号,包括病原体与多种靶细胞之间的通信。

在此基础上,德国的科学家们通过肺炎克雷伯菌引起的小鼠肺炎模型阐明,血小板在肺部炎症的消退中起着重要作用。这一研究结果发表在最新的JEM杂志上。

《JEM》官网

血小板与Treg细胞相互作用促进肺部炎症消退

在肺炎诱导后3-5天的缓解期内,研究人员将小鼠体内的血小板耗竭,结果导致持续的肺部炎症,胶原含量也开始增加,并在肺炎诱导后2周出现肺顺应性下降。这表明,血小板确实在肺部炎症消退中起着重要作用。那么,血小板究竟是如何发挥作用的呢?

研究人员发现,在肺部炎症开始时,外周血中出现了血小板-中性粒细胞聚集体,并且在第2天开始下降,而在此时,血小板-调节性T细胞(Treg细胞)聚集体开始出现并增加,直到第5天。

这意味着,在肺炎缓解期,血小板-Treg细胞聚集体的出现促进了血小板-中性粒细胞聚集体的解离,从而减少中性粒细胞聚集到肺部。不过,为什么会出现这种现象呢?

研究人员对这三种细胞的表面标志物进行了表达分析,发现在肺部炎症早期,去整合素-金属蛋白酶8(ADAM8)裂解中性粒细胞上的P-选择素糖蛋白配体(PSGL-1),而Treg细胞上的PSGL-1表达却是增加的,因此,血小板随后优先与Treg细胞进行了结合。

体内Treg细胞的耗竭使血小板无法与之形成聚集体,导致中性粒细胞持续聚集,从而抑制了肺部炎症的消退,从而表现为胶原含量增加,肺顺应性降低,支气管肺泡灌洗液(BALF)中的中性粒细胞数量持续增加。

随后,研究人员对血小板和Treg细胞进行了体外共培养,发现血小板与Treg细胞的直接相互作用可以诱导白细胞介素-10( IL-10)和转化生长因子-β(TGF-β)的产生,体内血小板耗竭降低了BALF中IL-10和TGF-β的水平。但是,IL-10和TGF-β的体内细胞来源尚未阐明。

此前研究发现,T细胞和树突状细胞是抗体介导的急性肺损伤的关键保护细胞,这种保护作用与IL-10水平的升高有关。体内T细胞或树突状细胞的耗竭导致低水平的IL-10,从而诱导抗体介导的急性肺损伤。

研究人员通过IL-10基因敲除小鼠发现,这些小鼠对抗体诱导的急性肺损伤具有超敏性。因此,树突状细胞可能是IL-10在保护急性肺损伤过程中的关键来源细胞,并且能够调节Treg细胞和血小板之间的相互作用。然而,这一点需要进一步研究证实。

血小板耗竭后巨噬细胞向促炎状态转变,吞噬指数降低

除了Treg细胞外,研究人员还发现血小板与巨噬细胞之前也有着千丝万缕的联系。

研究人员从血小板耗竭后的BALF中分离出促炎(CD68+,CD80+)和抗炎(CD68+,CD16+)巨噬细胞,结果在促炎巨噬细胞中鉴定出61个基因,在抗炎巨噬细胞中鉴定出804个基因,这些基因对血小板耗竭有不同的调节作用。

随后,研究人员在肺炎诱导后5天,从BALF中去除血小板、分离出巨噬细胞,并对巨噬细胞的基因表达谱进行了分析。结果发现,血小板耗竭后巨噬细胞显示出向促炎状态转变,通过向气管内滴注血小板则能够逆转这种状态。

有趣的是,与无血小板耗竭小鼠的巨噬细胞相比,血小板耗竭小鼠的巨噬细胞表现出较低的吞噬指数(巨噬细胞吞噬凋亡的中性粒细胞)。通过向气管内滴注血小板可以恢复巨噬细胞的吞噬作用,从而清除正在死亡的中性粒细胞,以促进肺部炎症的消退。

因此,这项研究阐明血小板不仅在细菌性肺部炎症的启动过程中发挥作用,而且在细菌性肺部炎症的消退过程中也起到了重要作用(下图)。

[血小板与外周血中的中性粒细胞相互作用,促进细菌性肺部炎症的发生,在分解阶段开始时,与Treg细胞的相互作用,从而使抗炎细胞因子IL-10和TGF-β水平升高。此外,血小板在转录水平上将肺泡巨噬细胞重新编程为抗炎表型,从而增加了对凋亡中性粒细胞的清除,导致肺部炎症的消退。注:PLT,血小板;PMN,中性粒细胞;AM,肺泡巨噬细胞;TRAM,转录重新编程的肺泡巨噬细胞)

总结:

总的来说,血小板在肺部炎症中表现为双重免疫特性,一方面通过与中性粒细胞的相互作用促进肺部炎症的发展,另一方面通过与Treg细胞和肺泡巨噬细胞的相互作用引导肺部炎症的消退。

今后还需要更多的研究来进一步验证和扩展这些结果,从而指导抗血小板药物的使用,并且为开发ARDS和肺部炎症的治疗新方法提供理论基础。

参考资料:

[1]Kapur R,Semple JW.Platelets instruct T reg cells and macrophages in the resolution of lung inflammation.J Exp Med.2021 Jul 5;218(7):e20210754.

[2]Rossaint J,Thomas K,Mersmann S,Skupski J,Margraf A,Tekath T,Jouvene CC,Dalli J,Hidalgo A,Meuth SG,Soehnlein O,Zarbock A.Platelets orchestrate the resolution of pulmonary inflammation in mice by T reg cell repositioning and macrophage education.J Exp Med.2021 Jul 5;218(7):e20201353.

本文首发:医学界呼吸频道

本文作者:小布

原标题:《血小板不仅能止血,还能促进肺部炎症消退?》

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