In Vivo Imaging Reveals an Essential Role for Neutrophils in Leishmaniasis Transmitted by Sand Flies

Science 15, 970 – 974 (2008)

Speaker: Wei-Ting Chang (張瑋庭)                                          Date: 2008.10.15

Commentator: Chih-Li Hsu, Ph.D. (胥直利 老師)              Place: Room 601

Abstract

在過去的研究中知道經由蚊蟲叮咬會造成許多疾病的產生，但是在感染的初期發生何事以及免疫機制如何反應，這部分一直沒有透徹，本篇文章主要是想要瞭解當病原蟲經由被昆蟲叮咬後產生疾病的方式有進行研究，而本篇作者採用的是Leishmania major所造成的Leishmaniasis做為模型進行研究。作者利用被感染的sand fly叮咬後將Leishmania傳輸到老鼠體內，藉此觀察初期的免疫反應是如何進行防禦機制。在這項研究中，作者主要是利用Two-photon intravital microscopy (2P-IVM)和Flow cytometry的技術作為觀察老鼠被叮咬後其叮咬位置的L. major與neutrophils在體內的初期免疫防禦機制是如何運作（圖一）。實驗結果表示，老鼠不論是被sand fly叮咬或針頭接種的位置其neutrophils都會高效率的吞噬L. major但是卻不會殺死被抓住的L. major ，而且吞噬後neutrophils的移動率明顯下降（圖二）。另外，在感染後的L. major 會暫時性的寄生在neutrophils之中，藉此躲避人體其他可能的免疫系統攻擊降低L. major的損傷的機會，而且受到感染的neutrophils對於其他組織仍然具有一定的感染力，最後進入macrophage中寄生。

因此，neutrophils在被sand fly叮咬後感染L. major所造成的Leishmaniasis這項疾病的初期中扮演極為重要的角色，並參與Leishmaniasis的病程發展。這項研究的結果證實，L. major在體內所造成的感染是透過“Trojan horse” 的模型是有關的，而且很可能是透過此方式利用neutrophils會吞噬病原菌的能力進入造成感染，藉此方式寄生蟲（L. major）就可以以“silent”的方式靠近macrophage，最後進入macrophage中寄生並且感染，而把neutrophils抑制掉後L. major的感染亦明顯下降。

Reference：

1.        Beena John and Christopher A. Hunter. Immunology: Neutrophil Soldiers or Trojan Horses? Science 15, 917-918 (2008).

2.        Ger van Zandbergen et al. Cutting Edge: Neutrophil Granulocyte Serves as a Vector for Leishmania Entry into Macrophages. The Journal of Immunology 173, 6521-6525 (2004).

3.        Tamás Laskay et al. Neutrophil granulocytes as host cells and transport vehicles for intracellular pathogens: Apoptosis as infection-promoting factor. Immunobiology 213, 183-191 (2008).