新发现中性粒细胞保护伤口的策略

中性粒细胞（经过人工染色）能在刺伤创口周围挤出一种泥状物质。 图片来源：史蒂夫·格施迈斯纳/科学图片库

一项在小鼠身上开展的研究发现，皮肤中的免疫细胞会 “烧灼” 开放性伤口，并形成 “创可贴”，以防止有害细菌和外来分子从受伤部位扩散。 这项研究表明，被称为中性粒细胞的白细胞会在皮肤破损部位周围形成黏稠且富含蛋白质的环状物。这些环状物能困住病原体，确保它们不会侵入更深层的组织。

长期以来，科学家们都知道中性粒细胞会通过释放毒素来展开化学战，以杀死入侵的微生物。但今天发表在《自然》杂志上的这项新研究揭示了 “中性粒细胞在此还有一个我们未曾了解的额外作用”，来自马里兰州贝塞斯达美国国立卫生研究院（NIH）的临床免疫学家尼基·穆索普洛斯说道，她并未参与这项研究。她补充道，这些发现表明中性粒细胞有助于伤口愈合，而不仅仅是充当免疫战士。 这项研究还凸显了免疫系统所采用的一种新的防御策略，即除了消灭病菌之外，它还能保护身体。令研究作者们惊讶的是，中性粒细胞 “在进入这场生物化学战争之前就预防了冲突。它们构建出了区分自身与非自身的结构，让病原体远离”，该研究的共同作者、来自康涅狄格州纽黑文耶鲁医学院的免疫学家安德烈斯·伊达尔戈说道。

多才多艺的免疫细胞

众所周知，中性粒细胞能毒害入侵的微生物，还能吞噬它们。但伊达尔戈表示，这些策略会杀死健康的 “旁观者” 细胞，从而对身体造成 “附带损害”。 为了探究中性粒细胞是否还有其他的 “锦囊妙计”，研究人员检查了小鼠皮肤、肺部和肠道的样本——这些器官与外部环境接触，且内部衬有保护层，有助于抵御病原体和外来物质。伊达尔戈及其同事发现，这些组织中很大比例的中性粒细胞会产生胶原蛋白和其他对于形成 “细胞外基质” 很重要的蛋白质，细胞外基质是一种围绕细胞并赋予组织结构的支架。相比之下，血液中的中性粒细胞不会释放胶原蛋白。

为了测试这些细胞是否在维持皮肤结构方面发挥作用，研究人员培育出了中性粒细胞水平异常低的小鼠，这种情况被称为中性粒细胞减少症。研究团队发现，与中性粒细胞水平正常的小鼠相比，这些小鼠皮肤中的胶原纤维更细，而且它们的皮肤更脆弱，更容易渗漏。“结果就是皮肤作为屏障的作用大大减弱了，而它本应起到屏障的作用。” 伊达尔戈说道。 屏障构建者 接下来，研究人员探究了能产生胶原蛋白的中性粒细胞在伤口愈合中的作用。他们用针刺破小鼠耳朵上的皮肤，并在九天时间里监测伤口的变化情况。他们观察到，最初有一波中性粒细胞抵达伤口处，清除了碎屑，并在 24 小时内死亡。 在受伤后的第二天，第二波中性粒细胞出现在伤口处——而且这些细胞能够产生胶原蛋白，在刺伤部位周围形成了可见的细胞外基质环。这种环的直径可达一毫米。“这就像是一种由中性粒细胞构成的创可贴，能阻止微生物进入。” 穆索普洛斯说道。

伤口周围的胶原蛋白环（红色）上布满了被称为中性粒细胞的免疫细胞（绿色）。 图片来源：西班牙国家心血管病研究中心（CNIC） 在第三天，研究人员将金黄色葡萄球菌（一种潜在危险的细菌）涂抹在伤口上，并测量其扩散情况。在中性粒细胞水平正常且胶原蛋白环完整的小鼠身上，细菌停留在伤口表面附近，并未侵入下面的组织。但在患有中性粒细胞减少症的小鼠身上，细菌向肉体深处扩散，并形成了更多的菌落。 这些发现为理解由中性粒细胞减少症引发的健康问题开辟了新的途径。穆索普洛斯表示，患有中性粒细胞减少症的人可能会出现 “反复的口腔伤口、溃疡以及皮肤伤口愈合延迟” 的情况——这些一直被认为是由中性粒细胞执行的免疫调节出现问题导致的。但这项最新研究表明，除了炎症调节之外，中性粒细胞水平不足还会以另一种方式导致伤口愈合不良。