新进展！通过特异性噬血细胞的分化治疗免疫并发症

　　2019年1月11号，由弗吉尼亚梅森（BRI）贝纳罗亚研究所的杰西卡·哈默曼博士领导的研究小组对此研究发现发现了一种独特的细胞类型及其与危及生命的联系病毒和自身免疫疾病的并发症。发表在《科学》 杂志上的该研究小组的发现，可能会导致全身性幼年特发性关节炎（SJIA），疟疾和川崎病以及狼疮患儿致命形式炎症的新疗法。

　　 炎症性疾病和感染与细胞减少有关，包括贫血和血小板减少。这些情况的共同之处是先天免疫系统的激活，包括单核/巨噬细胞谱系，通过识别病原体分子的受体。toll样受体(TLRs)是一类病原体传感器，通过TLR7和TLR9识别细菌和病毒配体，包括病原来源的核酸。TLRs不仅能识别病原体，从而清除感染，还与炎症和自身免疫性疾病有关。单核细胞和/或巨噬细胞中TLRs信号通路如何参与炎症和感染相关的细胞减少尚不完全清楚，由此哈默曼博士的团队对此产生研究。

　　一．对特定巨噬细胞分化命运的探索

　　 红细胞、血小板和白细胞的吞噬是急性细胞减少的主要原因。因此，我们推断，特化的吞噬细胞可能在炎症条件下对模式识别受体(如TLRs)的信号作出反应而形成。体外TLR信号可直接诱导巨噬细胞发育。然而，tlr诱导的分化是否指定了一种不同于稳态巨噬细胞分化的特定巨噬细胞命运尚不清楚。为了解决这个问题，我们进行了体外和体内研究，以研究tlr诱导的巨噬细胞分化及其在炎症性细胞减少中的作用。

　　 TLR7信号在体外分化的巨噬细胞转录谱显示，这些细胞具有类似于脾脏稳态噬血细胞红浆巨噬细胞(red pulp macrophages, RPMs)的基因特征。使用tlr7驱动炎症的小鼠模型(tlr7.1小鼠)，我们发现一群噬血细胞在细胞表面表型上与经前症候群不同，在未炎症的野生型小鼠中未发现。因此，我们将这些细胞称为“炎性噬血细胞”或iHPCs。iHPCs与rpm共享转录因子pi -c的表达，但rbc的吞噬吸收更高。因此，尽管iHPCs与rpm相似，但它是一种独特的噬血细胞。

　　 iHPCs的发育需要细胞内固有的TLR7信号通路，并通过IRF5从炎性Ly6Chi单核细胞中分化。这些单核细胞通过TLR7或TLR9而不是TLR4、TLR3、白介素-1b或干扰素-g发出信号，诱导iHPC表型，慢性单核细胞耗损导致iHPC严重降低数量。TLR7.1小鼠随着年龄的增长，表现为进行性严重贫血和血小板减少，通过单核细胞耗竭阻断ihpc鉴别挽救了炎性细胞减少。接下来我们询问感染性贫血和血小板减少是否也与iHPCs有关。小鼠红细胞期疟原虫yoelii 17XNL(疟疾贫血模型)感染后，MyD88和内体tlr依赖性iHPC发生分化。因此，在无菌和感染性细胞减少的情况下，iHPCs会发生分化.

　　二．iHPCs对TLR7和TLR9信号发生分化，参与炎症性贫血

　　 (A)在释放进入循环之前，Ly6Chi单核细胞在来自造血干细胞(HSCs)和普通骨髓祖细胞(CMPs)的骨髓。在炎症反应过程中，包括TLR7过表达和疟原虫感染，Ly6Chi单核细胞在核内信号的作用下分化为噬血细胞,来回应通过IRF5转录因子表达酸敏感受体TLR7和TLR9两种信号。这些iHPCs吞噬红细胞，表达转录因子spic和细胞表面蛋白CD31 DR3。(B) iHPCs可引起炎症性贫血和血小板减少，如MAS和严重的疟疾性贫血。

　　三.ihPCs在分化过程中的并发症以及对其干扰治疗

　　 研究小组发现了一个以前未知的tlr7 /9驱动的单核细胞分化通路，该通路与炎症性细胞减少有关。我们认为巨噬细胞活化综合征(macrophage activation syndrome, MAS)可能是由iHPCs引起的，它是风湿性疾病或急性细胞减少引起的病毒感染的一种危及生命的并发症，这些细胞也会导致严重的疟疾性贫血。我们的研究提出了治疗MAS、严重的疟疾性贫血和“炎症性贫血”的未知途径。

　　 对此哈曼博士在对小鼠体内研究，骨髓Ly6Chi单核细胞从WT排序Irf5代表老鼠和单独注射R848的小鼠，分别单独培养21小时单。采用定量PCR方法对Spic、Pecam1、Ccr2、Ly6c1转录本进行定量。WT Irf5老鼠注射R848腹腔内每日2天。脾细胞通过流式细胞术分析。发现iHPC的分化依赖于IRF5。

　　 疟疾感染期间，并对感染第12天时iHPC的频率和每个脾脏的数目；红细胞计数和寄生虫病在指定的天数进行记录发现，iHPC的分化依赖于Myd88

　　 “我们的发现表明，如果我们干扰这些iHPC的发展，我们将能够治疗MAS以及其他危险形式的贫血，”Hamerman说。“我们可以在自身免疫或病毒相关的MAS和疟疾之间划清界限。相同的信号会导致这些疾病中的iHPC和贫血。在这两种情况下，iHPC都在”吃“红细胞并摧毁它们。

　　 “我们对这一发现感到惊讶，”哈默曼说。“进入这个项目，我们对该途径的工作方式有了一些了解，但我们并没有预料到特定类型的巨噬细胞会参与MAS。” 哈默曼说，该团队已经为该项目工作了大约五年。“另一件让我们感到惊讶的事情是，我们发现这些细胞在感染期间会导致贫血  -特别是在疟疾中，”她说。

　　四.iHPC并发症研究计划

　　 根据Hamerman的说法，接下来的步骤将涉及与儿科医生和儿科风湿病学家的合作，以寻找患有自身免疫性疾病相关贫血症的儿童血液中的iHPC以及健康个体，目标是快速确定潜在的治疗目标。她说，与疟疾感染的血液样本的比较已经在进行中。

　　五.BRI和哈默曼博士简介及其对未来展望

　　1、BRI团队简介

　　弗吉尼亚梅森（BRI）的贝纳罗亚研究所是世界上为数不多的致力于发现消除自身免疫和免疫系统疾病的原因和疗法的研究机构之一。在BRI，我们的科学家并没有专注于消除一种或两种自身免疫性疾病  -我们全部接受了80种疾病。该非营利机构最初成立于1956年，当时是华盛顿州西雅图市的弗吉尼亚梅森研究中心，它开发了一个独特的利基市场，作为与主要医疗中心和教学计划相关的基础科学研究机构。BRI于2002年更名为贝纳瓦亚西雅图家族，现在拥有超过275名科学和行政人员，每年的研究金额超过7100万美元，其中包括美国国立卫生研究院，JDRF，Leona M.和Harry B. Helmsley慈善信托基金和国家多发性硬化症协会。BRI的科学团队包括免疫学家，分子生物学家，基质生物学家，组织工程师，生物信息学家和基础，转化和临床研究的医生。

BRI科研领导人

　　2、哈默曼博士履历

　　 其中Jessica Hamerman在斯坦福大学获得生物科学学士学位，在华盛顿大学获得免疫学博士学位。之后，她在加州大学旧金山分校进行博士后研究，之后于2006年加入贝纳罗亚研究所免疫学项目.Hamerman博士还是华盛顿大学医学院免疫学系的附属副教授。哈默曼实验室的研究重点是调节对病原体的先天免疫反应，重点是巨噬细胞和树突状细胞。巨噬细胞和树突细胞分布在整个身体中，在那里它们准备检测病原体并随后通过产生炎症介质警告免疫系统存在感染。

哈默曼及其小组成员

　　3、哈默曼实验室的研究链接

　　Hamerman博士和她在BRI的实验室[2]利用多种伙伴关系，同时专注于调节对病原体的先天免疫反应，重点是巨噬细胞和树突状细胞。巨噬细胞和树突细胞分布在整个身体中，在那里它们准备检测病原体并随后通过产生炎症介质警告免疫系统存在感染。炎症介质如肿瘤坏死因子（TNF）和其他促炎细胞因子的产生受到严格调节。尽管这些重要的细胞因子对宿主的病原体清除是有益的，但如果不加以控制，它们可能是有害的。这可以在急性情况下看到，例如感染，以及慢性自身免疫疾病。

　　 该实验室目前正在研究骨髓中的这些骨髓祖细胞如何在感染和炎症期间增加和改变其输出，重点是TLR和I型干扰素细胞因子家族。I型干扰素是在病毒感染和某些自身免疫疾病（如SLE）期间产生的，实验室专注于了解这些细胞因子在驱动骨髓细胞生成中的这种新作用。哈默曼实验室的研究主要集中在理解感染和炎症过程中先天免疫反应如何在成熟骨髓细胞水平和发育过程中受到调节。这些研究不仅可以阐明感染过程中炎症反应的调节方式，还可以提供有关如何操纵先天免疫系统以更有效地消除病原体和调节疾病期间炎症反应的见解。该团队还对参与先天免疫反应的细胞（如巨噬细胞，中性粒细胞和树突细胞）的发展产生了新的兴趣。这种骨髓细胞生成过程发生在骨髓中，并且可以动态响应感染和炎症，以在需要时产生更多细胞，

　　 哈默曼实验室的研究主要集中在理解感染和炎症过程中先天免疫反应如何在成熟骨髓细胞水平和发育过程中受到调节。这些研究不仅可以阐明感染过程中炎症反应的调节方式，还可以提供有关如何操纵先天免疫系统以更有效地消除病原体和调节疾病期间炎症反应的见解。

　　4、BRI总裁对未来期许

　　 “20年来，我们一直在领导和构建合作研究免疫系统，自身免疫性疾病和免疫相关疾病，”说 简巴克纳，MD，BRI的总裁。“这就是我们是谁，我们做了什么。”“就像每一个重要的科学发现一样，这个发现涉及到许多人的辛勤工作，”巴克纳说。“大部分工作都在BRI完成，但它也涉及与西雅图和全国其他机构的合作。我们打算继续合作，以便我们能够加速将发现转化为治疗这些威胁生命的疾病。”

　　参考资料

　　[1]BRI团队发现了新型细胞与致命性炎症之间的联系!Retrieved January 11, 2019.from https://www.prnewswire.com/news-releases/benaroya-research-institute-team-finds-link-between-new-type-of-cell-and-a-deadly-inflammatory-disorder-300776612.html

　　[2]Hamerman Laboratory Retrieved from https://www.benaroyaresearch.org/what-is-bri/scientists-and-laboratories/principal-scientist-labs/hamerman-laboratory

　　[3]Holly M. Akilesh, Matthew B. Buechler, et al.Chronic TLR7 and TLR9 signaling drives anemia via differentiation of specialized hemophagocytes.[J].Science,2019,11(1):1-13.