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科研进展

 尹玉新团队发现新型器官间远程通信机制:肺组织细胞外囊泡调控骨髓中性粒细胞的趋化募集以应对病原微生物的侵袭

 

2022520日,生命中心、北京大学基础医学院尹玉新团队在【Journal of Extracellular Vesicles, IF=26】杂志上在线发表了题为“Extracellular vesicles from lung tissue drive bone marrow neutrophil recruitment in inflammation”的研究论文。该研究使用新开发的方法鉴定并表征了从人和小鼠肺组织中收集含有dsDNA 细胞外囊泡(EVs),并揭示了其在免疫过程中发挥的重要作用。

 

 


 

EVs近年来被认为是许多疾病的生物标志物和细胞间远程通信的载体。目前相关研究结果主要从体外细胞培养体系中获得,但该体系缺乏组织微环境中与之共存的其他类型细胞,无法真实呈现完整微环境中复杂的细胞间信号联系因此,尚不清楚组织器官中的EVs如何在体内维持稳态或参与病理过程。

 

肺是重要的呼吸造血器官。有研究发现,即使在没有局部转移的情况下,肺肿瘤也可以远程激活骨骼中的成骨细胞,并从骨髓中诱导 Siglec-Fhigh 中性粒细胞促进肿瘤生长。这些发现表明,肺脏与其他器官具有未发现的潜在通信。因此,建立可靠的肺组织来源EV分离方法,将为探索肺 EVs 的生理特征和远程调节作用提供有价值的信息。

 

为了解决上述问题,尹玉新团队成功建立了一种从人和小鼠正常肺组织中收集高质量 EVs 的有效方法。囊泡根据其大小、形态、密度和蛋白质组含量被严格表征并定义为 EV,符合国际细胞外囊泡协会提出的实验要求。单细胞 RNA 测序数据联合肺EVs蛋白质组学数据分析表明,肺 EVs主要来源于II 型肺泡上皮细胞。

 

进一步研究证实 dsDNA 存在于肺 EVs 膜的内部和外部。研究人员测试了肺 EVs 在长距离运输中的功能,发现它们在体内特异性地积累在骨髓中,并促进了趋化剂诱导的中性粒细胞迁移。最后,该研究揭示来自肺 EVs dsDNA 可以被 Toll 样受体感知,进而诱导中性粒细胞中 CXCL1 CXCL2 的表达,从而增强趋化性。在临床感染疾病模型中, 该通路同样被激活,肺EVs能够显著增强宿主抗细菌免疫防御反应。

 


图:肺EVs调控骨髓中性粒细胞趋化示意图

 

综上所述,该研究建立了高质量肺组织EVs的分离纯化体系,该体系可以精确描绘其分子组成并研究其在体内的远端调控功能。文章中提供的实验体系和研究框架为更好地理解囊泡介导的长距离器官间通信提供了重要基础。

 

北京大学基础医学院2017级直博生刘博文和北京大学基础医学院博士后靳远为该论文的共同第一作者,生命中心、北京大学基础医学院系统生物医学研究所尹玉新教授为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目的支持。

 

原文链接: https://doi.org/10.1002/jev2.12223




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