Monocyte emigration from bone marrow during bacterial infection requires signals mediated by chemokine receptor CCR2

演講者: 張振田                        講評老師 : 王志堯 醫師            

簡介:

Macrophage 和 dendritic cells 是組織中抵抗細菌感染的第一線免疫細胞, 它們不但負責innate immune response 同時也主導隨後產生的adaptive immunity.然而這兩種細胞卻都是由血液中的monocyte分化來的. Monocyte不但負責宿主的防禦,組織改造以及修復, 同時也和某些疾病的形成有關.另外, monocyte 是一個相當多樣化的細胞族群, 在周邊血液可分成 inflammatory monocyte , resident monocyte 以及其他中間型態的細胞, 因此, 研究monocyte如何在骨髓,周邊血液以及組織間穿梭, 將有助於疾病病因的了解, 同時也對疾病的治療有幫助. 本篇作者之前的研究發現, 老鼠感染Listeria monocytogens時, 脾臟會招攬產生TNF 以及iNOS的 dendritic cells簡稱TipDCs, 然而, 缺乏CCR2的老鼠的脾臟卻找不到TipDCs, 因而無法抵抗細菌感染. 因此, 作者利用這個模型研究monocyte如何離開骨髓.

.

實驗與結果:

首先, 作者利用細胞標誌CD11b, Ly6C代表周邊血液inflammatory monocyte, 再利用flow cytometry 檢測正常以及缺乏 CCR2老鼠周邊血液和骨髓中的Ly6C ⁺ inflammatory monocyte, 結果顯示, 缺乏 CCR2老鼠周邊血液中Ly6C ⁺ inflammatory monocyte減少, 然而, 骨髓中Ly6C ⁺ inflammatory monocytes卻增加(圖一 ), 進一步的研究顯示, TipDCs具有Ly6C 的細胞標誌. 同時, 骨髓中Ly6C ⁺ inflammatory monocytes具有發展成TipDC的能力, 因此, 作者確定老鼠周邊血液中Ly6C ⁺ inflammatory monocyte就是TipDCs的Precursor cells. 同時, 缺乏CCR2 老鼠Ly6C ⁺ inflammatory monocytes會聚集在骨髓中而無法進入周邊血液.

之後, 作者利用Listeria monocytogens感染正常以及缺乏 CCR2老鼠, 觀察Ly6C ⁺ inflammatory monocyte的行進, 結果顯示, 缺乏CCR2 老鼠Ly6C ⁺ inflammatory monocytes在細菌感染時會聚集在骨髓中而無法進入周邊血液(圖二 ). 隨後作者也在缺乏CCL2老鼠觀察到類似的結果, 但是較不顯著. 進一步的研究顯示, CCR2並不影響Ly6C ⁺ inflammatory monocytes離開周邊血液或組織間的穿梭

討論:

     以往認為inflammatory monocyte離開周邊血液進入組織受到CCR2調控, 本篇研究發現, CCR2真正調控的位置是inflammatory monocytes離開骨髓進入周邊血液, 這樣的結果將影響與monocytes相關疾病的治療策略.

圖(一). 缺乏 CCR2老鼠, 周邊血液中Ly6C ⁺ inflammatory monocyte減少, 然而, 骨髓中Ly6C ⁺ inflammatory monocytes卻增加.  

圖(二) .  缺乏CCR2 老鼠在細菌感染時Ly6C ⁺ inflammatory monocytes會聚集在骨髓中而無法進入周邊血液.

References:

1.Gordon,S. and Taylor,P.R. (2005). Monocyte and macrophage heterogeneity. Nat. Rev. Immunol. 5, 953-964.

2.Serbina,N.V. and Pamer,E.G. (2006). Monocyte emigration from bone marrow during bacterial infection requires signals mediated by chemokine receptor CCR2. Nat. Immunol. 7, 311-317.