感染導致的NETosis在活體中是具有嗜中性顆粒球多重功能的動態過程

Infection-induced NETosis is a dynamic process involving neutrophil multitasking in vivo. Nat Med. 18, 1224-1231

報告者: 錢舜益                                    時間: 13:10~14:00, Mar. 6, 2013

講評老師: 林以行 教授                      地點: 601教室

摘要:

嗜中性顆粒球是血液中最多的白血球並且是對抗病菌入侵的第一防線，嗜中性顆粒球生活週期很短且持續的從骨髓製造出來維持恆定。嗜中性顆粒球藉由吞嗜病原菌並且降解他們以及將體內充滿酵素的囊泡釋放到細胞外的方式來清除外來病原菌[1]。不過最近的研究卻發現了嗜中性顆粒球的另一個清除病原菌的策略，他們受到活化後會將本身的染色體結構和抗微生物分子釋放出去，利用這樣的結構去抓住細胞外病原菌然後消滅掉[2],這樣的結構稱為neutrophil extracellular traps,簡稱NETs；而這樣的過程稱為NETosis。過往認為NETosis需要幾個小時的反應並且會造成細胞的破裂，但是作者在之前的研究發現了一種快速的NETosis並且沒有細胞破裂的現象。所以他們假設在生物體中NET是由活著的嗜中性顆粒球釋放的，另外也想了解傳統消滅病原菌和藉由NET方式之間的關聯性。作者利用共軛焦活體顯微鏡的技術去觀察老鼠皮膚嗜中性顆粒球的行為和NETosis的現象。作者發現急性的革蘭氏陽性菌感染會導致快速NETs的釋放，而更進一步的發現這樣的現象在Tlr2和C3缺乏的老鼠中無法被觀察到，最後顯示NETosis是受到Tlr2和C3aR的調控。作者也發現這些嗜中性顆粒球在進行NETosis的時候也具有正常的功能，例如吞噬病原菌和爬行。利用DNase破壞NETs的結構會明顯的使得血液中細菌的數量增加以及皮膚處細菌的減少，顯示NETs對於限制細菌的擴散是重要的。另外，將人類的多型核顆粒球和金黃色葡萄球菌一起打入老鼠體內，發現NETs的產生並且觀察到這些細胞的核有消失的現象。這篇研究發現多型核顆粒球的NETosis在活體中並不會馬上造成細胞死亡，並且還具有正常的吞噬和爬行的功能，而NETs的釋放對於控制感染的擴散式非常重要的。

圖一.活體中的NETosis由TLR2和C3a receptor所調控，並且這樣的細胞能執行正常功能並且不會破裂[3]

參考資料：

1.      Segal AW. How neutrophils kill microbes. Annu Rev Immunol. 23, 197-223 (2005)

2.      Brinkmann V., et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science. 303, 1532-5 (2004)

3.  Peschel A., et al. Anuclear neutrophils keep hunting. Nat Med. 18, 1336-8 (2012)