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发现难以捉摸的中性粒细胞祖细胞的来源

嗜中性粒细胞寿命短,移动性强,用途广泛,其数量超过了循环通过血液的所有其他免疫细胞。然而,尽管细胞丰富,但只引起嗜中性粒细胞的祖细胞却没有尽一切努力来寻找中性粒细胞。

现在,拉荷亚变态反应与免疫研究所的研究人员在小鼠和人类的骨髓中鉴定出嗜中性粒细胞的祖细胞,并将其与促癌活性联系起来。

他们的研究发表在2018年8月28日的《细胞报告》(Cell Reports)上,发现嗜中性粒细胞祖细胞可促进肿瘤生长,并且人类黑素瘤患者血液中通常稀有细胞的频率急剧增加。

这些发现可以作为预警信号来帮助检测癌症,并推动治疗中性粒细胞减少,慢性炎症和癌症的新疗法和药物方法。

凯瑟琳说:“多年来,癌症免疫学领域一直专注于T细胞,这导致了检查点封锁和CAR-T治疗的发展,但是免疫系统的另一部分却在肿瘤发生中起作用。”赫德里克(Hedrick)博士,炎症生物学系教授,领导了这项研究。“我们发现这种特定的祖细胞亚群可促进肿瘤生长,并在黑色素瘤患者中大量出现。如果我们的初步发现全面成立,那么简单的验血就可以表明您是否患有癌症。”

当病原体突破人体的物理屏障时,中性粒细胞是最早进入现场的免疫细胞之一。配备了强大的抗微生物工具,它们通过破坏微生物,清除碎片并发出警报来提醒免疫系统的其余部分,从而形成了抵御感染的最初防线。中性粒细胞在包括癌症在内的慢性炎性疾病中也起着关键作用。

尽管它们具有丰富性和重要性,但研究人员仍无法将嗜中性粒细胞的起源追溯到骨髓中,那里的多能造血干细胞产生了一系列越来越专门化的祖细胞,这些祖细胞最终分化成其靶细胞类型,包括红血球细胞,淋巴细胞和中性粒细胞。

“多年来,人们确定了不同的白细胞祖细胞,但缺少的是中性粒细胞祖细胞,因为我们没有将人群分离的工具,”博士后研究员,该研究的第一作者,盐坊培培·朱说。博士“现在,我们可以研究中性粒细胞执行独特而重要功能的疾病,并进一步研究其中性粒细胞的某些子集如何促进肿瘤生长。”

成功的搜索始于高维质量细胞计数法,也称为飞行时间细胞计数(CyTOF)。免疫细胞的特征在于多种标志物表达的细微差异。每种组合都充当唯一的细胞ID,使科学家能够区分不同类型的免疫细胞。CyTOF允许Zhu同时分析39个已知的表面标记,这些标记可查明造血干细胞和祖细胞,瞬时性髓样前体和终末分化的髓样细胞,特别是粒细胞,其中粒细胞是免疫细胞中性粒细胞的子集。

高维鸟瞰图导致发现了以前未知的具有中性粒细胞特征的祖细胞。体内过继转移方法证实了该祖细胞仅产生嗜中性粒细胞,使成功致力于嗜中性白细胞祖细胞的研究长达数十年之久。

一旦确定了小鼠嗜中性粒细胞祖细胞,Zhu和她的同事就可以在健康的人类骨髓中追踪到同等的嗜中性粒细胞祖细胞。当在小鼠癌症模型中转移时,鼠和人中性粒细胞祖细胞均促进肿瘤生长。

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