组织驻留巨噬细胞(tissue-resident macrophages ,RTMs)几乎分布于所有的组织。都有自我维持的组织驻留巨噬细胞池。在不同的器官中,长寿的RTMs执行一系列核心职责,以帮助促进体内平衡的器官功能。具体来说,RTMs清除受损细胞或异物,保护神经元突触,修剪不希望的神经元连接,保护血管系统,并形成抵御入侵病原体的第一道防线的能力。
胚胎来源的组织驻留巨噬细胞(RTM)和循环单核细胞来源的巨噬细胞(mo-mac)存在差异。RTM通过清除损伤细胞和外来物质,预防不必要的炎症反应。不同部位的RTM具有不同的功能,如腹膜浆膜层RTM伪足包裹促炎碎片,肺泡巨噬细胞清理嗜酸性物质等。RTM具有长寿命且在不同器官中发挥不同的功能,而mo-mac则源自循环单核细胞和炎症状态下增生的巨噬细胞。巨噬细胞的来源和功能多样,这种差异性可能与其所处环境和功能需求密切相关。RTM在维持组织稳态和清除损伤物质方面起重要作用,而mo-mac则主要参与炎症和免疫反应。深入理解这些巨噬细胞亚群的功能有助于我们更好地了解其在健康和疾病中的作用。
RTM(组织驻留巨噬细胞)在不同组织中扮演着以下基本功能:
1. 维持组织稳态:RTMs有助于保持所在组织的稳定状态。它们通过清除多余的细胞、促进新的细胞生成和排泄,以及支持血管完整性来实现这一目标。
2. 免疫防御:RTMs是组织的第一道免疫防线。例如,肺泡巨噬细胞在肺部起着即刻的先天免疫防御作用,帮助抵御病原体的侵入。
3. 神经环境调节:小胶质细胞是中枢神经系统中的RTMs,它们在神经血管单位内协同工作,维持神经环境的稳定。它们参与神经元突触的修剪和清除降解的髓鞘碎片,保持神经系统正常功能。
4. 细胞垃圾处理:RTMs负责吞噬和清除组织中的细胞垃圾和废弃物,确保组织的正常运作和清洁。
当我们使用荷兰Liposoma的巨噬细胞清除剂ClodronateLipomes氯膦酸二钠脂质体清除巨噬细胞时,使用F4/80联合其他的marker,如CD11b,或者CD11c等时,还可以联合一些组织驻留巨噬细胞(RTM)的marker,进一步提高研究的颗粒度,细化到某个功能亚群或者空间定位亚群。基于文献,CX3CR1 是许多驻留巨噬细胞上表达的一个关键受体,可以尝试作为组织驻留巨噬细胞(RTM)的marker。
组织驻留巨噬细胞(tissue-resident macrophages ,RTMs)的一个marker:CX3CR1
在皮肤伤口小鼠模型中,长期的驻留巨噬细胞表达高水平的 CX3CR1,并且通常具有抗炎、促进愈合表型。在肠道中,固有层巨噬细胞是驻留组织巨噬细胞,CX3CR1 阳性的,并参与抗炎功能和维持稳态。此外,在肾脏、肺部、大脑和肝脏等各种组织中,CX3CR1 是驻留巨噬细胞或对组织稳态和免疫调节很重要的特定巨噬细胞亚群的标志性标志物。CX3CR1 的表达有助于区分这些驻留巨噬细胞和通常表达较低水平的募集的炎性单核细胞/巨噬细胞。
如下图
CX3CR1 differentiates F4/80low monocytes into pro-inflammatory F4/80high macrophages in the liver
趋化因子受体CX3CR1的表达与单核-巨噬细胞系细胞的迁移和信号传导相关。CX3CR1在肝脏中的具体作用已有研究,CX3CR1在肝巨噬细胞和肝损伤中的作用。肝脏和脾脏的CX3CR1低表达F4/80低表达单核细胞以及CX3CR1低表达CD16−单核细胞在与内皮细胞共培养后被分化为CX3CR1高表达F4/80高表达或CX3CR1高表达CD16+巨噬细胞。此外,人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中CX3CL1缺失可减弱白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达,而重组CX3CL1处理可逆转共培养单核细胞中的该表达。在氯膦酸盐脂质体处理后,第2天肝脏F4/80高表达巨噬细胞被成功耗竭,至第4周在CX3CR1 /GFP和CX3CR1GFP/GFP小鼠中恢复,相似的恢复表明其补充替代与CX3CR1无关。然而,CX3CR1 /GFP小鼠的F4/80高表达巨噬细胞显示出比CX3CR1GFP/GFP小鼠更强的促炎表型。在氯膦酸盐处理的嵌合体CX3CR1 /GFP和CX3CR1GFP/GFP小鼠中,CX3CR1 F4/80高表达巨噬细胞显示的IL-1β和TNF-α表达高于CX3CR1−F4/80高表达巨噬细胞。在酒精性肝损伤中,尽管肝脏F4/80高表达巨噬细胞的频率相似,CX3CR1GFP/GFP小鼠显示出较少的肝损伤、肝脂肪积累和炎症反应,相较于CX3CR1 /GFP小鼠。因此,CX3CR1可能成为针对促炎巨噬细胞介导肝损伤的新型治疗靶点。