支氣管上皮細胞藉由清除凋亡細胞可嚴重地影響呼吸道發炎反應

Ignacio J. Juncadella et al., Nature 493, 547–551 (24 January 2013)

Speaker: Nai-Huei Jhong (鍾乃惠)                               Time:13:00~14:00,March.27, 2013

Commentator: Dr. Jiu-Yao Wang(王志堯 老師)         Place: Room 601

Abstract

呼吸道上皮細胞為肺部抵禦環境汙染物、致敏物以及致病原的第一道防線。呼吸道上皮細胞可經由細胞凋亡動作去降低過敏以及感染所造成的肺部損傷。目前為止,凋亡的上皮細胞如何被清除以及其作用機制在調節呼吸道的發炎反應仍然了解不多。在先前研究已知,在肺部除了專業吞噬細胞,例如巨噬細胞以及樹突細胞外,亦具有另一群非專業吞噬細胞可執行呼吸道凋亡上皮細胞的吞噬作用。此外,呼吸道上皮細胞的數量上亦多於專業吞噬細胞。

在此篇研究中,作者欲探討是否呼吸道上皮細胞亦具有清除凋亡細胞的角色,他們針對了small GTPase Rac1這個基因進行研究,先前研究指出Rac1可去調節細胞胞吞作用中細胞骨架的活化。一旦作者將小鼠的呼吸道上皮細胞Rac1基因做專一性的剃除,則造成上皮細胞的胞吞能力喪失且降低抗發炎細胞激素的分泌。而以鼻腔致敏方式分別給予二種致敏原-HDM以及OVA致敏Rac1缺失小鼠,其結果顯示小鼠肺部具有嚴重的過敏發炎反應和大量Th2 細胞激素的分泌,而在肺灌液中的IL-10分泌量則降低。

更進一步研究結果顯示, Rac1缺失的上皮細胞在致敏物以及凋亡細胞的處理下,可產生大量的細胞激素IL-33分泌,並且伴隨著一群先天淋巴細胞(IL-5⁺ group 2 innate lymphoid cells)的浸潤。而此現象在外源性IL-10的給予下,可降低Rac1缺失小鼠的呼吸道發炎病理特徵且在肺灌液中的IL-33細胞激素分泌量亦顯著下降。

總結來說,此研究結果揭示了呼吸道上皮細胞確實具有吞噬細胞的能力,並且可進一步藉由調節細胞激素的分泌去維持呼吸道發炎反應的平衡機制。

References

1.          Jyonouchi, H., et al., Airway epithelium and apoptosis. Apoptosis 4, 407–417 (1999).

2.          Monks, J. et al., Epithelial cells as phagocytes: apoptotic epithelial cells are engulfed by mammary alveolar epithelial cells and repress inflammatory mediator release. Cell Death Differ. 12, 107–114 (2005).