鬃細胞是腸道上皮內的一種化學感應細胞,與呼吸道上皮中的刷細胞類似。這些細胞的名稱源自其長出類似刷子的微絨毛,通常數量較少,但在寄生蟲感染期間顯著增加。越來越多的研究表明,鬃細胞在抵抗寄生蟲感染中發揮著至關重要的作用。
鬃細胞是唯一的分泌白細胞25(IL-25)來源,而IL-25在啟動第二型免疫反應方面至關重要。
人類的腸道全長都布滿了鬃細胞,這些細胞位於腺體和小絨毛之間。與動物研究描述的細胞形態不同,人類鬃細胞顯示出相同厚度的頂端刷狀邊界。這些細胞的典型標記物是微管激酶-雙皮質樣激酶1(DCLK1),顯示其在腸道化學感應和修復功能中的重要性。
鬃細胞與味蕾中的化學感應細胞特徵相似,擁有味覺受體及相關信號傳導裝置。這一發現提示鬃細胞可能具有感知周圍化學信號的功能。新近研究還表明,鬃細胞可通過味覺受體系統被激活,並對不同的小分子,如琥珀酸及過敏原,做出反應。
鬃細胞作為危險感應器,能觸發生物活性介質的分泌,而這些信號的傳遞的上下文依賴性非常強。
此外,鬃細胞能感應苦味化合物並通過味覺受體激活細胞,增加細胞內鈣離子濃度,從而引發乙醯膽鹼的釋放,進一步觸發周圍細胞的活化,最終促進膀胱的排尿反射。
在小鼠的腸道中,鬃細胞在寄生蟲感染時會被激活,並隨之分泌IL-25,后者是啟動第二型淋巴細胞的重要因子。IL-25會促進ILC2細胞的細胞因子釋放,並引發以IL-13為特徵的第二型免疫反應。IL-13的生成主要源自於腸道基質中的ILC2s和Th2細胞,且在腺體上皮重塑過程中發揮著關鍵作用。
在寄生蟲感染期間,鬃細胞及常見杯狀細胞的增生反映了第二型免疫反應的特徵。
缺乏鬃細胞的情況下,寄生蟲的清除會受到延遲,顯示鬃細胞在該免疫反應中的重要生理作用。此外,質子介質的激活與寄生蟲代謝產物琥珀酸的結合高度相關。這些細胞對腸道的局部再生也具有重要意義。
鬃細胞最早是在鼠類的氣管和腸道中被電子顯微鏡識別的。其典型的管泡系統和插入腔內的微絨毛束賦予了它們鬃細胞的名字。鬃細胞的微絨毛與其鄰近的腸上皮細胞在分佈和大小上存在顯著不同。這些細胞的上膜較狹窄,且具有突出的微絲結構,通常被視為在其頂部被擠壓的形狀。
鬃細胞的形狀隨著其生理功能的不同而變化,展示了它們在不同器官中的適應性特徵。
對環境抗原的耐受性喪失會導致極易受到影響的人發生炎症性腸病(IBD)和克羅恩病(CD)。而寄生蟲寄生則會誘導第二型免疫反應,促進粘膜修復並實現臨床緩解。在激烈的感染期間,鬃細胞的超增殖是驅除寄生蟲的關鍵反應,這意味著調節鬃細胞功能可能會成為治療克羅恩病的潛在方法。
鬃細胞在探測多種蠕蟲物種中發揮了重要作用,缺乏味覺受體功能或鬃細胞數量不足的老鼠在清除蠕蟲時表現出較差的反應。這表明鬃細胞在蠕蟲感染期間起到了保護作用。
鬃細胞源自IL-25的保護性反應,示範了其在第二型免疫反應中的關鍵角色。
這些細胞的功能顯示了鬃細胞在體內免疫系統中的潛力與重要性,這不僅是對過去觀念的顛覆,也是對未來研究方向的指引。當我們重新審視鬃細胞的角色時,我們該思考:這些細胞還能在人體健康中發揮什麼樣未被發現的作用?