Peritoneální makrofágy žijící v myších tkáních v homeostáze, reparaci, infekci a nádorových metastázách, část 1

1. Úvod

Peritoneální dutina, stejně jako pleurální a perikardiální dutina, jsou generovány z embryonálního coelomu, dutiny vzniklé vytvořením stěny embryonálního těla, zahrnující mezoderm parietální ploténky a ektoderm, a stěnu střeva obsahující viscerální deskový mezoderm a endoderm.

Embryo coelom je důležitou strukturou v procesu tvorby embrya a jeho vzhled označuje embryonální vývoj do stadia blastocysty. Během stadia blastocysty se u embrya vyvine vak naplněný tekutinou zvaný coelom.

Embryonální coelom hraje velmi důležitou roli v embryonálním vývoji. Poskytuje prostředí pro výživu a dýchání embrya a může vylučovat odpadní produkty. Kromě toho může embryo coelom také poskytnout určitou ochranu embryu. Dá se říci, že bez tělesné dutiny embrya se embryo nemůže normálně vyvíjet.

Na druhou stranu je imunita také jedním z podstatných faktorů vývoje člověka. Imunita dokáže ochránit tělo před vnějšími choroboplodnými zárodky a viry a také nám může pomoci v boji s různými nemocemi. U embryí, protože imunitní systém ještě není plně vyvinutý, spoléhá embryo na ochranu imunitního systému matky.

Přestože se embryonální tělní dutina a imunita mohou zdát nesouvisející, určitá souvislost mezi nimi skutečně existuje. Několik studií ukázalo, že prostředí v embryonálním coelomu hraje roli ve vývoji imunity. Například v tělesné dutině embrya jsou některé růstové faktory, které mohou podporovat vývoj imunitního systému. Kromě toho tekutina v tělní dutině embrya také poskytuje výživu a ochranu imunitním buňkám.

Závěrem lze říci, že vztah mezi embryonálním coelomem a imunitou je velmi úzký. Coelom embrya poskytuje dobré prostředí pro vývoj embrya a také poskytuje příznivé podmínky pro vývoj imunitního systému. Proto bychom si měli vážit důležitosti coelomu embrya a zaměřit se na ochranu a podporu naší imunity. Z tohoto pohledu musíme zlepšit imunitu. Cistanche může výrazně zlepšit imunitu, protože popel z masa obsahuje celou řadu biologicky aktivních složek, jako jsou polysacharidy, dvě houby, Huang Li atd. Tyto složky mohou stimulovat imunitní systém Různé typy buněk v systému, zvyšují jejich imunitní aktivitu.

Klikněte na zdravotní přínosy cistanche

Proces, kterým se tvoří embryonální coelom, byl zachován z primitivních superfyla Protostomia a Deuterostomia, takže bezobratlí z kmene Annelida, Mollusca, Echinodermata a Tunicata mají coelomickou dutinu anatomicky a vývojově ekvivalentní embryonálnímu coelomu[2]. který vytváří peritoneální, pleurální a perikardiální dutiny během embryonálního vývoje savců.

Peritoneální dutinu pokrývá pobřišnice, největší serózní membrána těla, s povrchem srovnatelným s povrchem kůže, skládající se z mezotelu, epitelu mezodermálního původu, bazální membrány a submezoteliální pojivové tkáně. 3]

Parietální peritoneum lemuje vnitřní povrch břišní stěny, zatímco viscerální peritoneum se integruje se serózními vrstvami nitrobřišních orgánů.

Dvojitý záhyb pobřišnice tvoří mezenterium, které spojuje břišní trávicí orgány s břišní stěnou a slouží jako kanál pro cévy, nervy a lymfatické cévy. Malý objem peritoneální tekutiny vylučovaný mezoteliálními buňkami slouží jako lubrikant v peritoneální dutině a zabraňuje mechanickému tření mezi břišními orgány. U myší byl celkový objem peritoneální tekutiny ve dvou nedávných zprávách odhadnut na přibližně 50–100 μl v ustáleném stavu[4,5] a tvrdilo se, že se liší mezi samci a samicemi (≈20 μl vs ≈100 μl) a, v tom druhém ke změně během estrálního cyklu.[6] Drenáž peritoneální tekutiny do lymfatického systému umožňuje recirkulaci peritoneální tekutiny[7] a dosahuje se jí otvory v mezotelu, tzv. průduchy, které se nacházejí hlavně v bránici a omentu.[3]

Omentum je viscerální tuková tkáň, která se vyvíjí přerůstáním mezenteria a ukrývá specializovaný cévní systém a organizovanou lymfoidní tkáň, o které se tvrdí, že hraje důležitou roli v obraně proti peritoneální infekci.[8] Peritoneální tekutina odtékající přes bránici se shromažďuje do subperitoneálních lymfatických lakun, aby dosáhla bráničních sběrných lymfatických uzlin, které odtékají do mediastinálních lymfatických uzlin, zatímco peritoneální tekutina odtékající přes omentum se shromažďuje v omentálních lymfatických uzlinách, které se zase shromažďují do střevního lymfatického kmene. se připojuje k ductus thoracica přes cisterna chyli.[3] Drenáž peritoneální dutiny umožňuje kontrolu peritoneální homeostázy a recirkulace leukocytů, ale zvyšuje riziko šíření patogenů a metastatických nádorových buněk.

Peritoneální dutina je vystavena dvěma hlavním patologiím, infekci a nádorovým metastázám, které jsou obecně spojeny s vysokou úmrtností v důsledku snadného šíření patogenů nebo nádorových buněk do nitrobřišních orgánů a anatomickým rysům peritoneální dutiny, které značně brání vývoj účinných způsobů léčby těchto nemocí. I když je peritoneální dutina uzavřený prostor, který není snadno vystaven invazním patogenům, jako jsou ty, které pronikají kůží, plícemi nebo střevem, mohou vzniknout peritoneální infekce v důsledku ztráty integrity střevní stěny (způsobené vředy, uškrcením kýly). , apendicitida nebo růst nádoru), cirhóza jater, náhodná poranění břicha, operace břicha nebo peritoneální dialýza.

Peritoneální dutina je také vystavena poraněním v parietálním nebo viscerálním peritoneu způsobeném traumatem, infekcí nebo operací břicha, která mohou vést k peritoneálním adhezím. Mezi další patologie peritoneální dutiny patří – peritoneální endometrióza, zahrnující tvorbu ektopické vaskularizované endometriální tkáně v peritoneu spojené s chronickým zánětem – peritoneální autoimunitní serozitida, chronický zánět pobřišnice způsobený autoimunitními chorobami, jako je Crohnova choroba a – pooperační peritoneální adheze.[3,9,10]

Imunitní obrana proti peritoneální infekci a nádorovým metastázám se opírá o první linii lokální obrany podporované rezidentními peritoneálními imunitními buňkami přítomnými v peritoneální dutině v ustáleném stavu, s vrozenou imunitou snímající a reagovat. Druhou linii imunitní obrany v peritoneální dutině zajišťují funkční jednotky lymfoidní tkáně spojené s tukovou tkání umístěnou v omentu, mezenteriu nebo gonadálním tuku, nazývané lymfoidní shluky spojené s tukem (FALC) nebo mléčné skvrny pro omentální FALC. [8] FALC mají strukturní organizaci podobnou té, která se nachází v sekundárních lymfoidních orgánech, včetně stromatu na bázi retikulárních buněk, kompartmentů B a T buněk a specializovaných krevních a lymfatických cév, což umožňuje migraci leukocytů do az peritoneální dutiny.[8]

Rezidentní peritoneální imunitní buňky zahrnují tkáňové rezidentní peritoneální makrofágy, obecně nazývané velké peritoneální makrofágy (LPM) a B1 buňky. Nedávné experimentální důkazy odhalily, že kromě jejich primární fagocytární funkce plní LPM různé homeostatické, reparační a imunologické obranné funkce, které odrážejí dříve neočekávanou funkční plasticitu.[11] Peritoneální B1 buňky jsou považovány za vrozené B buňky, které konstitutivně produkují přirozený IgM a poskytují lokální imunitní ochranu proti široké škále patogenů.

Kromě toho buňky B1 aktivně produkují IgM v reakci na viry, bakterie, houby a parazity.[12] První linie imunity v peritoneální dutině savců, spoléhající se na fagocytární a protilátkami zprostředkované obranné mechanismy podporované LPM a B1 buňkami, připomíná primitivní obranné mechanismy udržované různými populacemi coelomocytů přítomných v coelomické dutině bezobratlých. 13–15] Strategie imunitní obrany v coelomických dutinách byly proto během evoluce od bezobratlých po vyšší obratlovce vysoce konzervované.

V tomto přehledu diskutujeme nedávné důkazy, které rozšířily naše znalosti o biologii LPM popisem mechanismů rezidentní embryonální náhrady LPM rezidentními LPM odvozenými od monocytů kostní dřeně (moLPM), které vedou k fenotypovému a funkčnímu sexuálnímu dimorfismu LPM a odhaluje, jak LPM, volné ve fluidním prostředí v ustáleném stavu, provádějí reparační a imunitní obranné funkce tím, že vytvářejí trombu podobné struktury v reakci na poranění peritonea a dynamické agregáty LPM vázané na mezotel po bakteriální infekci.

Nedávné experimentální důkazy navíc podporují, že peritoneální nádory mohou podvracet metabolismus LPM, což vede k získání funkcí podporujících nádor, které by však mohly být zvráceny experimentálními strategiemi blokujícími nádorem indukovanou subverzi funkce LPM, což by mohlo být základem pro vývoj nových imunoterapeutických přístupů proti metastázám peritoneálního tumoru založených na přeprogramování makrofágů.

2. Identita velkého peritoneálního makrofágu

LPM jsou dlouhověké makrofágy rezidentní v tkáni vytvořené během embryonálního života, vývojově a funkčně omezené na peritoneální dutinu, na rozdíl od jiných populací peritoneálních imunitních buněk, které se rekrutují do peritoneální dutiny a recirkulují do jiných míst v ustáleném stavu, a za patologických stavů. Ty zahrnují v ustáleném stavu B1 buňky, které spolu s LPM tvoří převážnou většinu buněk získaných peritoneální laváží, a nízké procento SPM pocházejících z monocytů (pro malé peritoneální makrofágy), B2 buňky, T buňky, NK buňky , vrozené lymfoidní buňky a žírné buňky.[11]

Jak je podrobně diskutováno v tomto přehledu, výzkum provedený v posledních letech prokázal, že LPM nejen plní peritoneální homeostatické funkce, ale podílejí se také na opravě poškození tkáně způsobeného zánětem a infekcí a na obraně proti mikrobiální infekci. Kromě toho LPM přispívají k většině peritoneálních patologií, zejména k metastázám peritoneálních nádorů, ale také k peritoneální endometrióze, autoimunitní serozitidě a pooperačním adhezím.

Rezidentní embryonální LPM jsou CD11b plus F4/80hi MHC-II- buňky exprimující řadu markerů charakterizujících tkáňově rezidentní makrofágy, jako jsou CD14, CD64 a MerTK.[16,17]

Kromě toho se zdá, že tkáňové makrofágy umístěné v serózních dutinách těla, které obsahují LPM a tkáňové makrofágy přítomné v pleurální a perikardiální dutině, sdílejí expresi transkripčního faktoru GATA6, scavenger receptoru Tim4 a M. -CSF receptor CFSR1.[11,18] Kromě toho jsou rezidentní embryonální LPM charakterizovány expresí několika povrchových receptorů buněk odrážejících homeostatické, reparační, regulační a obranné funkce LPM, včetně molekul zapojených do adheze a lokalizace LPM, jako je ICAM -2 (CD102), CD11b, CD49f, CD73 a CD62P,[19] rozpoznání a odstranění mrtvých buněk, jako jsou CD36, CD93, CD163, Tim4, MerTK, MARCO a MSR1,[4,16,20 –22] negativní regulace aktivace makrofágů zajišťující nezánětlivou clearance apoptotických buněk, jako je imunoglobulinová doména V-set obsahující 4 (VSIG4),[23] vazba patogenu, jako je CD14, CD36 a SIGN-R1 (CD209b )[11,24] a odpověď na patogeny, jako jsou TLR4 a TLR7.[25,26] Nejreprezentativnější molekuly buněčného povrchu exprimované embryonálními LPM jsou shrnuty na obrázku 1.

LPM patří do rodiny tkáňově rezidentních makrofágů, které sdílejí expresi genů souvisejících s hlavní linií determinovaných během embryonálního života, ale získávají tkáňově specifické transkripční a funkční rysy vytvořené po vystavení tkáňově specifickým mikroenvironmentálním signálům prostřednictvím exprese tkáně. -specifické transkripční faktory.[16,27] V tomto ohledu je transkripční faktor GATA6 nezbytný pro genovou expresi, proliferaci a přežití LPM specifických pro LPM.[19,28,29] V důsledku toho je homeostatický, opravný a obranný LPM funkce byly ohroženy u myší s deficitem GATA6 v myeloidních buňkách.[5,19,30] Exprese GATA6 je udržována nebuněčně autonomním způsobem[27,31] a bylo navrženo, aby byla na základě experimentů in vitro aktivována metabolit vitaminu A kyselina retinová prostřednictvím jaderných receptorů kyseliny retinové.[19]

Exprese GATA6 by tak byla modulována lokální dostupností kyseliny retinové, což by podporovalo koncept, že GATA6-indukovaný transkripční program LPM je reverzibilní,[17] což by bylo základem pro funkční plasticitu LPM, což umožňuje LPM pro přepnutí z homeostatických na reparační nebo imunitní obranné funkce v případě potřeby.

V tomto ohledu LPM přenesené do alveolárního prostoru downregulovaly GATA6 a získaly transkripční profil alveolárních makrofágů.[27] Tvrdilo se, že kyselina retinová aktivující GATA6 v LPM je produkována omentálními a peritoneálními stromálními buňkami.[19] V souladu s těmito pozorováními se tvrdilo, že exprese transkripčního faktoru Wilmsova tumoru 1 (WT1), který řídí expresi dvou rychlost omezujících enzymů kontrolujících metabolismus retinolu, RALDH1 a RALDH2, [32], mezoteliálními a fibroblastickými stromálními buňkami[32]. kontrolují expresi GATA6 v LPM a v GATA6 plus rezidentních makrofázích umístěných v pleurální a perikardiální dutině, protože deplece buněk WT1 plus vedlo k hluboké redukci těchto podskupin makrofágů, paralelně se současným úbytkem transkriptů Raldh1 a Raldh2,[18] další podporu role kyseliny retinové při udržení exprese GATA6, což však zbývá formálně prokázat.

Skutečnost, že u GATA6-deficientních myší se CD11b plus makrofágy nahromadily v omentálních mléčných skvrnách, zatímco LPM byly sníženy v peritoneální dutině,[19] podporuje hypotézu, že retinoidní kyselina vylučovaná stromálními buňkami v omentu udržuje GATA{ {3}}řízený transkripčním programem v LPM a znamenalo by to, že LPM neustále recirkulují omentem, ale to zbývá ještě formálně demonstrovat.

Kyselina retinová je ligandem retinoidních X receptorů (RXR), které jsou členy superrodiny nukleárních receptorů ligand-dependentních transkripčních faktorů, které řídí metabolismus lipidů a glukózy a hrají klíčovou roli u zánětlivých a autoimunitních poruch.[33] Zajímavé je, že myši s deficitem RXR 𝛼 a 𝛽 vykazovaly hluboký defekt v neonatální expanzi LPM a snížené přežití dospělých LPM v důsledku akumulace lipidů vedoucí k apoptóze, což ukazuje, že RXR přispívají k expanzi a udržování LPM.[34] Analýzy ATAC-seq odhalily, že lokus Gata6 vykazoval sníženou dostupnost chromatinu u LPM s deficitem RXR, což korelovalo s nižší expresí genu Gata6, což podporuje, že RXR regulují transkripční program LPM závislý na GATA6-.

Faktor stimulující kolonie makrofágů (M-CSF nebo CFS1) kontroluje závazek makrofágové linie, a proto je diferenciace LPM závislá na CFS1, jak bylo prokázáno u myší s osteopetrózou (Csf1 op/op), které obsahují mutaci v genu Cfs1, což vede k vadný vývoj LPM.[35] Kromě toho, na základě in vitro testů, bylo hlášeno, že mezoteliální buňky vylučují CSF1, který udržuje proliferaci LPM v kokulturách mezoteliálních buněk a LPM; transwell testy odhalily, že proliferace LPM byla významně snížena, když bylo zabráněno interakcím mezoteliální-LPM, což naznačuje, že kontakt mezi buňkami přispěl k proliferaci LPM.[36] Koncept, že CSF1 odvozený z mezotelu je nutný pro udržování LPM, je dále podpořen nedávnou zprávou, která ukazuje, že LPM byly značně sníženy u myší, u kterých byly buňky WT1 plus deficitní v CFS1.[37] Zda CSF1 odvozený z mezoteliálních buněk přispívá k samoobnovení LPM v ustáleném stavu a/nebo k proliferaci LPM během zánětu, je třeba ještě prozkoumat.

3. Původ a náhrada velkých peritoneálních makrofágů v homeostáze

LPM se diferencují během embryonálního života a udržují se in situ sebeobnovou během dospělého života. V ustáleném stavu jsou embryonální LPM postupně, ale částečně, od pozdních fází embryonálního vývoje nahrazovány rezidentními moLPM kostní dřeně, které získávají rezidentní embryonální LPM identitu, ale zachovaly si některé transkripční a funkční charakteristiky související s jejich původem.[38,39] ] Původ embryonálních LPM zůstává kontroverzní, protože se uvádí, že pocházejí buď z dvojího příspěvku makrofágů žloutkového váčku a monocytů fetálních jater,[40] nebo výhradně z monocytů fetálních jater.[41] Integrovaný model vzniku a náhrady LPM je znázorněn na obrázku 2.

Náhrada embryonálních makrofágů rezidentních v tkáni z monocytů odvozených z kostní dřeně, v ustáleném stavu, byla popsána pro všechny populace makrofágů rezidentních v tkáni, kromě mikroglií, Langerhansových buněk a Kupfferových buněk, jak uvádí laboratoř Dr. F. Ginhouxe , využívající modely mapování osudu založené na expresi genu Ms4a3, specificky exprimovaného progenitory granulocytů-monocytů.[42] Zdá se, že stupeň nahrazení makrofágy získanými z monocytů kostní dřeně je v podstatě dán přístupem a dostupností do niky.[43] Žádná z tkáňových populací makrofágů nevykazuje úplné nahrazení makrofágy odvozenými z monocytů kostní dřeně, což naznačuje, že v každém orgánu je dosaženo rovnováhy mezi náborem monocytů kostní dřeně a proliferací a přežitím rezidentních makrofágů získaných z embryí a monocytů kostní dřeně. [42]

Proto je během dospělého života zásoba rezidentních LPM udržována v ustáleném stavu kombinací sebeobnovy rezidentních embryonálních LPM a diferenciace a sebeobnovy rezidentních moLPM. V důsledku toho se v tomto rukopisu, pokud není uvedeno jinak, termín LPM týká dospělé populace LPM, která v ustáleném stavu obsahuje rezidentní embryonální LPM a rezidentní moLPM. Zajímavé je, že po pohlavní zralosti je míra embryonální náhrady LPM vyšší u mužů, jejichž LPM vykazují vyšší proliferační aktivitu, jak prokázaly analýzy genetického mapování osudu z laboratoří Dr. F. Ginhouxe a Dr. S. Jenkinse, že uvedli rozdíly v míře náhrady.[39,42] Ginhoux a kolegové[42] zjistili vyšší podíl rezidentních moLPM u mužů ve věku 8 týdnů a 20 týdnů (≈25 procent vs 10 procent a ≈50 procent vs 25 procent , respektive).

Naproti tomu Jenkins a kolegové[39] uvedli, že ≈30 procent rezidentních moLPM bylo detekováno jak u mužů, tak u žen ve 4 týdnech, zatímco v 16. týdnu měli muži vyšší podíl rezidentních moLPM (≈60 procent vs 30 procent). Bylo navrženo, aby sexuálně dimorfní náhrada rezidentními moLPM byla řízena změnami v peritoneálním mikroprostředí, které vznikají při sexuálním zrání, nezávisle na hladinách estrogenu a peritoneální adipozitě,[39] což vede k divergenci v heterogenitě populace LPM. Pohlavně související divergence v heterogenitě v rámci populace LPM, stejně jako rozdíly mezi pohlavími v peritoneálním mikroprostředí, určují významné transkripční a funkční rozdíly mezi populací LPM u samců a samic myší, ačkoli analýzy RNA-seq na úrovni jedné buňky odhalily ekvivalentní klastrové identity u mužských a ženských LPM.

RNA-seq analyses, at the population level, of 10- to 12-week-old male and female mice LPMs indicated that 486 mRNA transcripts were differentially expressed (>1.5-násobek) mezi ženskými a mužskými LPM. 148 transkriptů mRNA více exprimovaných v ženských LPM na úrovni populace obsahovalo geny spojené s vychytáváním a transportem lipidů, jako jsou Apoe, Apoc1, Saa2 a Saa3, stejně jako geny spojené s imunitní obranou. Posledně jmenované zahrnovaly Timd4, Cxcl13, Tgfb2, geny složky komplementu C1qa, C3 a C4b a geny receptoru lektinu Cd209a, Cd209b a Clec4g typu C. [39] Naproti tomu u mužů byly geny více exprimované LPM spojeny s proliferací a procesy souvisejícími s buněčným cyklem, jako jsou Cdk1, E2f2 a Mki67.

Je zajímavé, že samice myší byly odolnější vůči akutní peritonitidě vyvolané streptokoky skupiny B[44] nebo infekcí Streptococcus pneumoniae[39]. Vzhledem k tomu, že CD209 (SIGN-R1) je kritický pro přežití po infekci infekcí S. pneumoniae podporou účinné bakteriální fagocytózy a clearance[24], rezistence vůči bakteriální peritonitidě závislá na pohlaví je údajně způsobena vyšší expresí LPM u žen. CD209 a navíc složek komplementu a chemokinu CXCL13 rekrutujícího B1 buňku.[39] V tomto ohledu se tvrdilo, že vyšší odolnost žen a kojenců vůči infekcím přenášeným krví koreluje se zvýšenou produkcí přirozených protilátek B1 buňkami závislou na CXCL{12}}.

4. Náhrada velkých peritoneálních makrofágů vyvolaná zánětem

Zánětlivé reakce v peritoneální dutině vyvolané sterilními zánětlivými stimuly,[5,39,42,45,46] břišní chirurgií[39] nebo bakteriální infekcí[47] byly hlášeny jako příčiny smrti LPM buněk, což vedlo ke snížení počtu rezidentní LPM (včetně rezidentních embryonálních LPM a rezidentních moLPM), jejichž rozsah koreluje se závažností zánětu.[42,46] K obnově původní zásoby LPM dochází proliferací zbývajících rezidentních LPM[45] a nahrazením LPM odvozenými od zánětlivých monocyty (dále ii-moLPM pro zánětem indukované moLPM), jak bylo prokázáno pomocí různých experimentálních strategií, založených na modelech mapování osudu,[42] chimérických myších s kostní dření chráněnou tkání a experimentech s adoptivním přenosem.[39,46]

Použití experimentálního modelu založeného na indukci mírného zánětu způsobeného nízkou dávkou zymosanu (10 ug na myš) nebo závažného zánětu způsobeného vysokou dávkou zymosanu (1000 ug na myš) a adoptivních přenosových experimentů ke sledování ii-moLPM a posoudit, jak zánětlivé prostředí řídí jejich diferenciaci, Jenkins a kolegové navrhli, že stupeň nahrazení rezidentních LPM ii-moLPM a rozsah, v jakém později získají identitu a funkci rezidentních LPM, je určen závažností zánětlivých proces a velikost smrti LPM[46] (obrázek 2).

ii-moLPM vytvořené po mírném zánětu dlouhodobě koexistovaly se zbývajícími rezidentními LPM, ale kompetice s rezidentními LPM a změny v peritoneálním prostředí je udržely v aberantním stavu aktivace a blokovaly získání rezidentního fenotypu LPM. Naproti tomu těžký zánět může vést k úplné ablaci rezidentních LPM, které jsou nakonec nahrazeny ii-moLPM, které získaly rezidentní identitu LPM, ale zachovaly si transkripčně a funkčně odlišné rysy, určené jejich původem, peritoneálním zánětem a dobou trvání -bydliště.[46] Bylo navrženo, aby fenotyp ii-moLPM obsahoval vnitřní markery určené jejich původem, jako je CD62L a Semaforin 4a, markery, jejichž exprese je řízena kompeticí s rezidentními LPM, ale je přeprogramována časem, jako jsou GATA6, MHCII a CCR5, a markery související s dobou pobytu, nezávislé na konkurenci s rezidentními LPM, jako jsou Tim4, CD209b a VSIG4. Zdá se, že značná část genů odlišně exprimovaných rezidentními LPM a ii-moLPM je řízena rozdíly v signalizaci kyseliny retinové, buď přímo, nebo v závislosti na GATA6-[46].

ii-moLPM vykazují vyšší proliferační aktivitu než rezidentní LPM, [38,46], o čemž se předpokládá, že koreluje s rozdíly ve zvýšené schopnosti ii-moLPM proliferovat v reakci na CSF1 produkovaný mezoteliálními buňkami.[36] Kromě toho ii-moLPM vykazovaly nižší schopnost fagocytovat bakterie a vychytávat umírající buňky a nedokázaly produkovat CXCL13.[46] Zatímco počet peritoneálních B1 buněk se zvyšuje s věkem v homeostáze, peritoneální zánět vedl k defektní akumulaci B1 buněk[46], protože, jak bylo uvedeno výše, produkce CXCL13 LPM řídí navádění buněk B1 do peritoneální dutiny.[48] Proto skutečnost, že vývojová a funkční heterogenita populace LPM závisí na pohlaví a věku, má důležité důsledky při řešení úlohy LPM při opravě, obraně a implikaci v metastázách peritoneálního nádoru, které je třeba vzít v úvahu v budoucích studiích.

Je důležité poznamenat, že monocyty rekrutované do peritoneální dutiny během zánětlivých reakcí souvisejících s neinfekčním peritoneálním poškozením, infekcí nebo metastatickým růstem nádoru se mohou potenciálně diferencovat na buňky odvozené od monocytů, které plní specifické reparační, obranné nebo nádorové funkce. ale nemusí získat fenotypové nebo funkční charakteristiky LPM, a proto by neměly být považovány za ii-moLPM. Definování identity buněk diferencovaných z monocytů rekrutovaných do zanícené pobřišnice však může být kontroverzní, protože ve většině zpráv se zaměřují na funkční význam buněk pocházejících z peritoneálních monocytů, dobu perzistence a/nebo získání vlastností LPM těmito buňkami. buňkami získanými z monocytů se nezabývala a naopak ve zprávách o rezidentní náhradě LPM během zánětu nebyla funkce ii-moLPM do hloubky prozkoumána.

V souladu s hypotézou, že kompetice o určitou fyzickou niku, definovanou buněčnými a molekulárními faktory mikroprostředí, určuje příspěvek monocytů k tkáňovým rezidentním makrofágům[43], byla navržena existence biochemické niky pro peritoneální rezidentní makrofágy.[46] ] V souladu s tím by soutěž o signály a interakce mezi buňkami řídící přežití, proliferaci a funkci LPM řídila rovnováhu mezi rezidentními LPM a ii-moLPM, stejně jako získání identity zralých rezidentních LPM pomocí iimoLPM.

5. Role velkých peritoneálních makrofágů v peritoneální homeostáze

LPM plní zásadní roli při odstraňování apoptotických buněk v ustáleném stavu, což je charakteristický znak tkáňových makrofágů, který je zásadní pro udržení autotolerance,[49] prostřednictvím exprese specifických scavengerových receptorů včetně CD36, CD93, CD163 Tim4. a MerTK.[16,20–22] Je zajímavé, že účinná internalizace apoptotických buněk pomocí LPM byla navržena tak, aby se spoléhala na počáteční vazbu fosfatidylserinu vystaveného apoptotickými buňkami k Tim4, po níž následovalo pohlcení zprostředkované MerTK.[20] LPM jsou naprogramovány peritoneálním mikroprostředím tak, aby účinně vychytávaly apoptotické buňky a vyhýbaly se zánětu řízenému TLR zprostředkovanému rozpoznáním nukleových kyselin odvozeným od vlastního původu, při zachování schopnosti reagovat na infekci.[25]

Tvrdilo se, že transkripční faktory Kruppelovy faktory 2 a 4 řídí programování LPM pro imunologicky tichou clearance apoptotických buněk řízením exprese genů receptoru pro rozpoznávání apoptotických buněk, jako jsou Timd4, Marco a Olr1, a genů působících jako negativní regulátory. TLR signalizace, jako jsou Hes1, Socs3, Pdlim2, Ptpn6 a Tnfaip3, což má za následek zvýšený práh aktivace.[25] V souladu s těmito pozorováními LPM exprimují VSIG4, receptor příbuzný rodině B7, o kterém se uvádí, že snižuje aktivaci makrofágů prostřednictvím PDK2-zprostředkovaného přeprogramování mitochondriální oxidace pyruvátu a produkce ROS.[23]

LPM hrají klíčovou roli při udržování homeostázy peritoneálních B1 buněk. Peritoneální B1 buňky, které konstitutivně produkují přirozený IgM, poskytující lokální první obrannou linii proti široké škále patogenů, [12] závisí na chemokinu CXCL13, produkovaném LPM a stromálními buňkami, při jejich získávání z oběhu a navádění. do peritoneální dutiny; CXCL13 je také vyžadován pro navádění buněk B1 do omenta.[48] Navíc, po migraci v ustáleném stavu do střevní lamina propria, peritoneální B1 buňky vylučují přirozené protilátky IgA, aby zajistily imunitní kontrolu střevní mikroflóry.[12] Je zajímavé, že přepínání třídy IgA v peritoneálních B1 buňkách a následně i střevní sekrece IgA zprostředkovaná B1 buňkami je řízena produkcí TGF-𝛽 závislou na kyselině retinové/GATA6- pomocí LPM.[19] V souladu s tímto pozorováním mají kyselina retinová a TGF-𝛽 synergický účinek na změnu třídy IgA v peritoneálních B1 buňkách in vitro.[50]

Další funkcí LPM spojených s peritoneální homeostázou je dohled pro detekci sterilního peritoneálního poranění, které, pokud nebude rychle opraveno, může vést k tvorbě peritoneálních adhezí, které se mohou změnit v závažné peritoneální onemocnění, včetně střevní okluze a neplodnosti u žen. 10] Sledování za účelem detekce peritoneálního poškození nebo infekce je v podstatě zajišťováno LPM a vyžaduje aktivní hlídání peritoneálního povrchu. V tomto ohledu v nedávné zprávě, ve které bylo zobrazení peritoneální dutiny přes neporušenou břišní stěnu provedeno intravitální mikroskopií, bylo prokázáno, že LPM se v ustáleném stavu pasivně pohybují v závislosti na dýchání a náhodně, s rychlostmi až 800 μm s−1. [4] Role LPM při opravě peritoneální tkáně a tvorbě adhezí je diskutována v další části.

6. Role velkých peritoneálních makrofágů při nápravě poranění peritonea

Poškození břišní nebo viscerální pobřišnice může být způsobeno sterilním poraněním v důsledku náhodného traumatu nebo břišní operace nebo může být důsledkem peritoneálních patologií, jako je infekce, onemocnění jater nebo střev nebo metastatický růst nádoru. Nedávné studie, diskutované níže, vrhly světlo na mechanismy zapojené do opravy peritoneálního sterilního poranění a na roli LPM v tomto procesu.[10] Na rozdíl od toho, jak je peritoneum poškozené peritoneální infekcí nebo metastázou nádoru následně obnoveno, zbývá prozkoumat do hloubky.

Snímání poškození v peritoneální výstelce je dosaženo rozpoznáním molekulárních vzorů spojených s nebezpečím (DAMP), které uvolňují poškozené buňky, včetně mezoteliálních buněk, buněk umístěných v submezoteliální pojivové tkáni a potenciálně těch, které tvoří podkladové tkáně. DAMP zahrnují konstitutivně exprimované DAMP, jako je jaderná a mitochondriální DNA, jaderné a mitochondriální proteiny (HMGB1, histony, cytochrom c), ATP, K plus ionty nebo proteiny vázající vápník S100, indukovatelné DAMP, jako jsou proteiny tepelného šoku, defensiny , galektiny a IL-1𝛼 a extracelulární DAMP, jako je hyaluronan nebo heparan sulfát.[51] Mezoteliální buňky aktivované DAMP spouštějí peritoneální zánět prostřednictvím uvolňování prozánětlivých cytokinů a chemokinů, které podporují nábor leukocytů do poškozených oblastí a aktivaci komplementu, což vede k dalšímu zánětu. Tato zánětlivá reakce spouští polymeraci fibrinu závislou na tkáňovém faktoru v důsledku nerovnováhy mezi fibrinogenezí a fibrinolýzou, což vede k vytvoření fibrinové matrice, která slouží jako lešení pro hojení ran.

Posledně jmenovaný zahrnuje nábor do submezotelového kompartmentu leukocytů plnících reparační funkci, včetně LPM, neutrofilů, monocytů a makrofágů odvozených z monocytů, nábor mezenchymálních prekurzorů, ukládání extracelulární matrix, vrůstání nervů a krevních cév a reepitelizaci. poškozeného pobřišnice.[10] Přetrvávání zánětu pobřišnice může vést k nadměrnému ukládání fibrinu a v konečném důsledku k tvorbě vazivových můstků mezi protilehlými povrchy pobřišnice, které obsahují nervy a krevní cévy, nazývané abdominální adheze.[52] Srůsty jsou převážně výsledkem břišních operací, ale mohou být také způsobeny infekcí, endometriózou, radioterapií nebo peritoneální dialýzou a jsou spojeny se značnou morbiditou, která může zahrnovat život ohrožující komplikace.[52]

Analýza peritoneálního hojení po experimentálním chirurgickém poranění elektronovou mikroskopií, která odhalila, že makrofágy adherovaly k poškozené tkáni 24 hodin po poškození a následně migrovaly do rány,[53] poskytla první důkaz o možné roli makrofágů v peritoneálním oprava zranění. Tato hypotéza byla dále podpořena studiemi intravitální mikroskopie z laboratoře Dr. P. Kubese, které prokázaly, že po laserem indukovaném poranění jaterního pouzdra byly F4/80high GATA6 plus LPM rekrutovány do poškozených oblastí a migrovaly přes mezotel do poranění jater, do 1 hodiny po poranění způsobeném laserem.[30]

LPM snímaly poškozenou tkáň prostřednictvím rozpoznání ATP uvolněného jaterními nekrotickými buňkami prostřednictvím DAMP receptoru PX27 a infiltrovaly jaterní parenchym prostřednictvím CD44- zprostředkujícího vazbu na hyaluronan přítomný v poškozených oblastech. Je zajímavé, že nábor do poraněné tkáně spustil proliferaci LPM a upregulaci molekul spojených s alternativním aktivovaným/reparačním fenotypem, jako je CD206, CD273 a argináza 1. V souladu s tím rekrutované LPM aktivně přispívaly k odstranění nekrotických buněk, což bylo považováno za kritické. pro revaskularizaci a opravu tkáně, což bylo podpořeno experimenty, které ukázaly, že hojení poraněných oblastí bylo zpožděno u klodronátem naplněných lipozomů zprostředkovaných LPM-depletovaných nebo GATA6-deficientních myší.[30]

Podobné ATP-indukované nábory a CD44-závislá migrace do poškozené oblasti F4/80 high GATA6 plus LPM byly popsány v modelu střevního tepelného poškození.[54] Experimenty s deplecí LPM zprostředkované klodronátem také podpořily koncept, že LPM přispěly k opravě poškozeného střeva v tomto experimentálním prostředí. Zda se však, jak je popsáno v této zprávě, LPM rekrutují do střevní serózy po poškození střevního epitelu, by vyžadovalo další zkoumání, protože zůstává možné, že tento jev byl artefaktem, pokud by v těchto experimentech nebylo poškození omezeno pouze na intestinální luminální povrch, ale ovlivnily střevní sliznici a submukózu, s ohledem na experimentální strategii použitou k řešení tohoto problému v této studii.

Na druhou stranu, pokud jde o experimenty s deplecí LPM léčbou liposomy s obsahem klodronátu, provedené za účelem řešení úlohy LPM při opravě jaterních nebo střevních seróz [30,54], zda opožděné hojení ran pozorované u myší léčených klodronátem byla způsobena, alespoň částečně, vyčerpáním peritoneálních monocytů odvozených makrofágů a tkáňové populace makrofágů přítomných v omentu, peritoneální membráně nebo jaterním pouzdru, nelze vyloučit. Bylo prokázáno, že monocyty jsou rekrutovány do peritoneálních poraněných oblastí, kde se diferencují na makrofágy odvozené od monocytů, které mohou podporovat opravu tkáně.[55]

V souladu s těmito pozorováními byl koncept, že poté, co se LPM připojí k poškozenému mezotelu, migrují do serózních poranění a plní kritickou reparační funkci, zpochybněn nedávnou zprávou, ve které genetické mapování osudu umožnilo vysledovat rezidentní LPM po sterilním poškození jater. .[56] Tyto studie odhalily, že GATA6 plus rezidentní LPM se akumulovaly na poraněném povrchu jater, ale minimálně napadaly nekrotický jaterní parenchym. Navíc použitím G6Mø-CreER závislého na difterickém toxinu; Myší linie R26-tdTomato/iDTR, která umožnila genetickou ablaci většiny GATA6 plus rezidentních LPM, autoři došli k závěru, že nepřítomnost GATA6 plus rezidentních LPM významně neovlivnila hojení jaterních ran, a proto GATA6 plus rezidentní LPM nebyly kritické pro regeneraci poškozené serózní tkáně. Proto je třeba provést další výzkum, aby se zjistilo, zda a případně jak LPM přispívají k peritoneálnímu hojení.

Je zajímavé, že nedávná zpráva laboratoře Dr. P. Kubese, založená na zobrazení peritoneální dutiny po laserem indukovaném fokálním tepelném poranění peritonea, intravitální mikroskopií přes neporušenou břišní stěnu, podporuje přímou roli LPM při opravě serózy. [4] Rezidentní GATA6 plus LPM byly skutečně prvními buňkami rekrutovanými k mezoteliálním poraněním, což je proces, který vyžadoval smykový tok peritoneální tekutiny. Rekrutované LPM se připojily k poškozené pobřišnici a zcela pokryly léze 15 minut po zranění, tvořily struktury podobné trombu, v procesu, který odrážel agregaci krevních destiček v reakci na poranění krevních cév. Agregace LPM nebyla závislá na kanonických adhezních molekulách nebo polymeraci fibrinu, ale na scavengerových receptorech obsahujících domény scavenger receptoru bohaté na cystein (SRCR), jako jsou MARCO nebo MSR1, které se vážou na vysoký počet polyaniontových ligandů a které jsou během evoluce vysoce konzervované. z bezobratlých. U ostnokožců, jako je mořský ježko, vedlo poranění v coelomické dutině k agregaci coelomocytů, vyjadřujících homology obsahující SRCR, které utěsnily poškozené oblasti.[57,58] LPM údajně přispívají k opravě fokální oblasti. peritoneálních lézí dosažením fyzického utěsnění peritoneálních poranění, protože blokáda agregace makrofágů vedla ke zpožděnému hojení poraněného parietálního peritonea.[4]

Naproti tomu při použití experimentálního modelu tvorby peritoneálních adhezí vyvolaných chirurgickým sterilním poraněním, zahrnujícího vytvoření peritoneálního knoflíku sešitím části peritoneální stěny, bylo prokázáno, že vysoký počet LPM se rekrutuje do knoflíků do 3 hodin po operaci. [4] V tomto iatrogenním prostředí makrofágy tvořily rozsáhlé agregáty, které podporovaly ukládání fibrinu a růst jizevnaté tkáně, což vedlo k tvorbě peritoneálních adhezí do 7 dnů po operaci.

Je zajímavé, že počet a rozvoj peritoneálních adhezí byly výrazně sníženy u myší, u kterých byly LPM vyčerpány 24 hodin před operací, což podporuje, že LPM přispěly k tvorbě peritoneálních adhezí. Je zajímavé, že použitím podobného modelu experimentální tvorby adhezí bylo prokázáno, že LPM tvoří buněčnou bariéru nad fibrinovými sraženinami vytvořenými v poškozených mezoteliálních oblastech, což je proces vedoucí k tvorbě adheze, pokud makrofágová bariéra nestačila pokrýt fibrinovou sraženinu, ale to zabránila tvorbě adhezí, pokud makrofágová bariéra zcela zastínila fibrinové sraženiny.[59] IL-4-zprostředkované posílení makrofágové bariéry skutečně zabránilo tvorbě adhezí a mohlo by být základem pro vývoj inovativních léčebných postupů k prevenci pooperačních adhezí. Ačkoli se tedy zdá, že počáteční nábor a agregace makrofágů spolu s ukládáním fibrinu je nezbytný pro správnou serózní opravu, může také způsobit patogenní zjizvení vedoucí k tvorbě adhezí, což je situace, která koreluje s nízkou mezoteliální fibrinolytickou aktivitou.[52] ]

Závěrem lze říci, že role LPM při opravě sterilního peritoneálního poškození je do značné míry diktována závažností poranění. LPM podporují tvorbu adhezí po velkém peritoneálním poranění, ale plní základní funkci rychlé opravy fokálních mezoteliálních poranění, připomínající primitivní opravné mechanismy konzervované v průběhu evoluce (obrázek 3). Na druhou stranu, potenciál LPM napadnout hluboko poškozenou submezoteliální tkáň a přispět k její obnově spolu s makrofágy a neutrofily odvozenými od monocytů je stále kontroverzní, a proto vyžaduje další zkoumání. V tomto ohledu je třeba prozkoumat, zda, jak je popsáno pro jiné populace makrofágů, LPM produkují hluboké mediátory hojení, jako je růstový faktor odvozený od krevních destiček, růstový faktor podobný inzulínu 1, TGF-𝛽1 nebo VEGF-𝛼, [60] .

For more information:1950477648nn@gmail.com