Catapult-like release of mitochondrial DNA by eosinophils contributes to antibacterial defense

噬酸性白血球用類似投石機的方式將粒線體DNA釋放,可用來防禦細菌

Yousefi, S. et al. Nat. Med. 949–953 (2008).

Speaker: Tsung-Ying Hsieh(謝宗穎)             Time: 14:00~15:00, Dec. 24, 2008

Commentator: Dr. Yee-Shin Lin (林以行老師)     Place: Room 601

Abstract:

        噬酸性白血球(eosinophils)是具有多功能的白血球，參與在各種的發炎情形中，包括寄生蟲感染、過敏疾病等。已有報告指出噬酸性白血球主要是留駐在腸道的固有層(laminar propria)，且會在腸道發炎時大量增加，例如噬酸性白血球相關的腸道發炎疾病(eosinophil-associated gastrointestinal diseases, EGIDs) 或者發炎性腸道疾病(inflammatory bowel disease, IBD)。在IL-5作用之後，噬酸性白血球可以進一步被eotaxins吸引到發炎部位，到達發炎部位後，他會釋出細胞毒性顆粒蛋白(cytotoxic granule proteins)，去殺致病原但也有可能造成組織的傷害，這些蛋白如MBP ( major basic protein) 和ECP (eosinophil cationic protein)。先前的研究指出，刺激過後的噬中性白血球(neutrophil)會釋放出胞外物質，可以用來抓住致病原並殺掉，稱作neutrophil extracellular trap (NET)，無論如何，噬酸性白血球在先天性免疫(innate immunity)中所扮演的角色仍舊不是很清楚。在這篇研究中，作者發現噬酸性白血球一個新的抗菌機制。一開始，在IBD的病人腸道檢體，用PI染色時，發現ECP陽性的細胞具有胞外DNA。在in vitro實驗中，將噬酸性白血球用IL-5或IFN-g作priming，再用eotaxin、C5a或LPS刺激後，皆可釋放DNA。作者也發現這個DNA釋放的機制是依賴ROS的，可以被NADPH抑制劑(DPI)所抑制。接著，釋放出來的DNA被證明是粒線體的DNA，而不是細胞核DNA。當噬酸性白血球和E.Coli培養在一起，發現具有殺菌能力，而此殺菌能力可以被DNase阻擋，但不能被cytochalasin 所阻擋。在動物實驗中，用IL-5的轉殖基因小鼠並作cecal ligation and puncture (CLP)，發現在IL-5轉殖基因小鼠而不是正常小鼠中，在腸道有噬酸性白血球聚集的現象而且也出現了用來保護老鼠的胞外DNA。作者在此篇提供了噬酸性白血球在腸道表皮所扮演的獨特的保護角色，而且是利用一個新奇的機制來當作先天性免疫的防禦。

Reference:

1.          Rothenberg, M.E. J. Allergy Clin. Immunol. 113, 11–28; quiz 29 (2004).

2.          Rothenberg, M.E. & Hogan, S.P. Annu. Rev. Immunol. 24, 147–174 (2006)

3.          Brinkmann, V. et al. Science 303, 1532–1535 (2004).