颠覆传统观念的细胞:为什么鬃细胞在寄生虫感染中扮演如此重要的角色?

鬃细胞是肠道上皮内的一种化学感应细胞,与呼吸道上皮中的刷细胞类似。这些细胞的名称源自其长出类似刷子的微绒毛,通常数量较少,但在寄生虫感染期间显著增加。越来越多的研究表明,鬃细胞在抵抗寄生虫感染中发挥着至关重要的作用。

鬃细胞是唯一的分泌白细胞25(IL-25)来源,而IL-25在启动第二型免疫反应方面至关重要。

人类的肠道全长都布满了鬃细胞,这些细胞位于腺体和小绒毛之间。与动物研究描述的细胞形态不同,人类鬃细胞显示出相同厚度的顶端刷状边界。这些细胞的典型标记物是微管激酶-双皮质样激酶1(DCLK1),显示其在肠道化学感应和修复功能中的重要性。

鬃细胞的功能

鬃细胞与味蕾中的化学感应细胞特征相似,拥有味觉受体及相关信号传导装置。这一发现提示鬃细胞可能具有感知周围化学信号的功能。新近研究还表明,鬃细胞可通过味觉受体系统被激活,并对不同的小分子,如琥珀酸及过敏原,做出反应。

鬃细胞作为危险感应器,能触发生物活性介质的分泌,而这些信号的传递的上下文依赖性非常强。

此外,鬃细胞能感应苦味化合物并通过味觉受体激活细胞,增加细胞内钙离子浓度,从而引发乙醯胆碱的释放,进一步触发周围细胞的活化,最终促进膀胱的排尿反射。

第二型免疫中的鬃细胞

在小鼠的肠道中,鬃细胞在寄生虫感染时会被激活,并随之分泌IL-25,后者是启动第二型淋巴细胞的重要因子。 IL-25会促进ILC2细胞的细胞因子释放,并引发以IL-13为特征的第二型免疫反应。 IL-13的生成主要源自于肠道基质中的ILC2s和Th2细胞,且在腺体上皮重塑过程中发挥着关键作用。

在寄生虫感染期间,鬃细胞及常见杯状细胞的增生反映了第二型免疫反应的特征。

缺乏鬃细胞的情况下,寄生虫的清除会受到延迟,显示鬃细胞在该免疫反应中的重要生理作用。此外,质子介质的激活与寄生虫代谢产物琥珀酸的结合高度相关。这些细胞对肠道的局部再生也具有重要意义。

鬃细胞的形态学特征

鬃细胞最早是在鼠类的气管和肠道中被电子显微镜识别的。其典型的管泡系统和插入腔内的微绒毛束赋予了它们鬃细胞的名字。鬃细胞的微绒毛与其邻近的肠上皮细胞在分布和大小上存在显著不同。这些细胞的上膜较狭窄,且具有突出的微丝结构,通常被视为在其顶部被挤压的形状。

鬃细胞的形状随着其生理功能的不同而变化,展示了它们在不同器官中的适应性特征。

鬃细胞在疾病中的角色

对环境抗原的耐受性丧失会导致极易受到影响的人发生炎症性肠病(IBD)和克罗恩病(CD)。而寄生虫寄生则会诱导第二型免疫反应,促进粘膜修复并实现临床缓解。在激烈的感染期间,鬃细胞的超增殖是驱除寄生虫的关键反应,这意味着调节鬃细胞功能可能会成为治疗克罗恩病的潜在方法。

对寄生虫感染的反应

鬃细胞在探测多种蠕虫物种中发挥了重要作用,缺乏味觉受体功能或鬃细胞数量不足的老鼠在清除蠕虫时表现出较差的反应。这表明鬃细胞在蠕虫感染期间起到了保护作用。

鬃细胞源自IL-25的保护性反应,示范了其在第二型免疫反应中的关键角色。

这些细胞的功能显示了鬃细胞在体内免疫系统中的潜力与重要性,这不仅是对过去观念的颠覆,也是对未来研究方向的指引。当我们重新审视鬃细胞的角色时,我们该思考:这些细胞还能在人体健康中发挥什么样未被发现的作用?

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