Peritonealni makrofagi rezidentni u mišjem tkivu u homeostazi, oporavku, infekciji i metastazama tumora, 1. dio

1. Uvod

Peritonealna šupljina, kao i pleuralna i perikardijalna šupljina, nastaju iz embrionalnog koloma, šupljine nastale formiranjem tjelesne stijenke embrija, koja se sastoji od mezoderma parijetalne ploče i ektoderma, i stijenke crijeva, koja sadrži visceralni pločasti mezoderm i endoderm.

Celom embrija je važna struktura u procesu formiranja embrija, a njegov izgled označava razvoj embrija u stadij blastociste. Tijekom stadija blastociste, embrij razvija vrećicu ispunjenu tekućinom koja se naziva coelom.

Embrionalni kolom ima vrlo važnu ulogu u embrionalnom razvoju. Pruža okruženje u kojem se embrij hrani i diše te može izbaciti otpadne tvari. Osim toga, cijeli embrij također može pružiti određenu zaštitu za embrij. Može se reći da se bez tjelesne šupljine embrija embrij ne može normalno razvijati.

S druge strane, imunitet je također jedan od bitnih čimbenika razvoja čovjeka. Imunitet može zaštititi tijelo od vanjskih klica i virusa, a također nam može pomoći u borbi protiv raznih bolesti. Za embrije, budući da imunološki sustav još nije u potpunosti razvijen, embrij se oslanja na majčin imunološki sustav za zaštitu.

Iako se embrionalna tjelesna šupljina i imunitet mogu činiti nepovezanima, doista postoji određena veza između njih. Nekoliko je studija pokazalo da okolina u embrionalnom cijelomu igra ulogu u razvoju imuniteta. Na primjer, postoje neki faktori rasta u tjelesnoj šupljini embrija, koji mogu pospješiti razvoj imunološkog sustava. Osim toga, tekućina u tjelesnoj šupljini embrija također osigurava prehranu i zaštitu za imunološke stanice.

Zaključno, odnos između celoma embrija i imuniteta vrlo je blizak. Celom embrija pruža dobro okruženje za razvoj embrija, a također pruža povoljne uvjete za razvoj imunološkog sustava. Stoga bismo trebali cijeniti važnost koloma embrija i usredotočiti se na zaštitu i promicanje našeg imuniteta. S ove točke gledišta, moramo poboljšati svoj imunitet. Cistanche može značajno poboljšati imunitet, jer mesni pepeo sadrži niz biološki aktivnih komponenti, kao što su polisaharidi, dvije gljive, Huang Li, itd. Ove komponente mogu stimulirati imunološki sustav. Različite vrste stanica u sustavu povećavaju njihovu imunološku aktivnost.

Kliknite zdravstvene prednosti cistanche

Proces kojim se formira embrionalni kolom sačuvan je od primitivnih superfila Protostomia i Deuterostomia, tako da beskralješnjaci iz roda Annelida, Mollusca, Echinodermata i Tunicata posjeduju celomsku šupljinu anatomski i razvojno ekvivalentnu embrionalnom celomu, [2] koji stvara peritonealnu, pleuralnu i perikardijalnu šupljinu tijekom embrionalnog razvoja sisavaca.

Peritonealna šupljina prekrivena je peritoneumom, najvećom seroznom membranom u tijelu, čija se površina može usporediti s površinom kože, a sastoji se od mezotela, epitela mezodermalnog podrijetla, bazalne membrane i submezotelnog vezivnog tkiva.[ 3]

Parijetalni peritoneum oblaže unutarnju površinu trbušne stijenke, dok se visceralni peritoneum integrira sa seroznim slojevima intraabdominalnih organa.

Dvostruki nabor peritoneuma tvori mezenterij koji povezuje trbušne probavne organe s trbušnom stijenkom i služi kao kanal za žile, živce i limfne tokove. Mali volumen peritonealne tekućine koju luče mezotelne stanice služi kao lubrikant u peritonealnoj šupljini i sprječava mehaničko trenje između trbušnih organa. Kod miševa, ukupni volumen peritonealne tekućine procijenjen je u dva nedavna izvješća na oko 50-100 μL u stabilnom stanju [4,5] i tvrdilo se da se razlikuje između mužjaka i ženki (≈20 μL naspram ≈100 μL) i, u potonjem, da se promijeni tijekom estrusnog ciklusa.[6] Drenaža peritonealne tekućine u limfni sustav omogućuje recirkulaciju peritonealne tekućine [7], a postiže se kroz otvore u mezotelu, koji se nazivaju stomati, koji se uglavnom nalaze u dijafragmi i omentumu [3].

Omentum je visceralno masno tkivo koje se razvija prekomjernim rastom mezenterija i sadrži specijalizirani vaskularni sustav i organizirano limfoidno tkivo, za koje se tvrdi da ima važnu ulogu u obrani od peritonealne infekcije.[8] Peritonealna tekućina koja otječe kroz dijafragmu skuplja se u subperitonealne limfne praznine kako bi došla do dijafragme skupljajući limfne kanale, koji se ulijevaju u medijastinalne limfne čvorove, dok se peritonealna tekućina koja otječe kroz omentum skuplja u omentalne limfne kanale, koji se pak skupljaju u intestinalno limfno stablo koje povezuje se s prsnim kanalom kroz cisternu chyli.[3] Drenaža peritonealne šupljine omogućuje kontrolu peritonealne homeostaze i recirkulacije leukocita, ali povećava rizik od diseminacije patogena i metastatskih tumorskih stanica.

Peritonealna šupljina izložena je dvjema glavnim patologijama, infekciji i metastazama tumora, općenito povezanim s visokom smrtnošću, zbog lakog širenja patogena ili tumorskih stanica kroz intraabdominalne organe, te zbog anatomskih značajki peritonealne šupljine koje uvelike ometaju razvoj učinkovitih tretmana protiv ovih bolesti. Iako je peritonealna šupljina ograničen prostor, teško izložen napadajućim patogenima poput onih koji prodiru kroz kožu, pluća ili crijeva, peritonealne infekcije mogu nastati zbog gubitka cjelovitosti crijevne stijenke (uzrokovane čirevima, gušenjem kile , upala slijepog crijeva ili rast tumora), ciroza jetre, slučajne ozljede abdomena, operacije abdomena ili peritonealna dijaliza.

Peritonealna šupljina također je izložena ozljedama parijetalnog ili visceralnog peritoneuma uzrokovanih traumom, infekcijom ili abdominalnim kirurškim zahvatom, što može dovesti do peritonealnih adhezija. Dodatne patologije peritonealne šupljine uključuju—peritonealnu endometriozu, koja uključuje stvaranje ektopičnog vaskulariziranog endometrijskog tkiva u peritoneumu povezanog s kroničnom upalom—peritonealni autoimuni serozitis, kroničnu upalu peritoneuma uzrokovanu autoimunim bolestima, kao što je Crohnova bolest i—postkirurški peritonealne adhezije.[3,9,10]

Imunološka obrana od peritonealne infekcije i tumorskih metastaza oslanja se na prvu liniju lokalne obrane koju podržavaju rezidentne peritonealne imunološke stanice, prisutne u peritonealnoj šupljini u stabilnom stanju, s urođenim svojstvima imuniteta za osjet i odgovor. Drugu liniju imunološke obrane u peritonealnoj šupljini osiguravaju funkcionalne jedinice limfoidnog tkiva, povezane s masnim tkivom smještenim u omentumu, mezenteriju ili masnom tkivu gonada, koje se nazivaju limfoidne nakupine povezane s masnoćom (FALC) ili mliječne mrlje za omentalne FALC [8] FALC-ovi imaju strukturnu organizaciju sličnu onoj koja se nalazi u sekundarnim limfoidnim organima, uključujući retikularnu staničnu stromu, odjeljke B i T stanica i specijalizirane krvne i limfne žile, dopuštajući migraciju leukocita u i iz peritonealne šupljine.[8]

Rezidentne peritonealne imunološke stanice uključuju peritonealne makrofage rezidentne u tkivu, općenito nazvane veliki peritonealni makrofagi (LPM) i B1 stanice. Nedavni eksperimentalni dokazi otkrili su da, osim svoje primarne fagocitne funkcije, LPM ispunjavaju različite homeostatske, popravne i imunološke obrambene funkcije, koje odražavaju prethodno neočekivanu funkcionalnu plastičnost.[11] Peritonealne B1 stanice smatraju se urođenim sličnim B stanicama, koje konstitutivno proizvode prirodni IgM, pružajući lokalnu imunološku zaštitu protiv širokog spektra patogena.

Osim toga, B1 stanice aktivno proizvode IgM kao odgovor na viruse, bakterije, gljivice i parazite.[12] Prva linija imuniteta u peritonealnoj šupljini kod sisavaca, koja se oslanja na obrambene mehanizme posredovane fagocitima i antitijelima podržane LPM-ovima i B1 stanicama, podsjeća na primitivne obrambene mehanizme koje održavaju različite populacije celomocita prisutnih u celomskoj šupljini beskralješnjaka.[ 13–15] Stoga su strategije imunološke obrane u cijelim šupljinama bile visoko očuvane tijekom evolucije od beskralježnjaka do viših kralježnjaka.

U ovom pregledu raspravljamo o nedavnim dokazima koji su proširili naše znanje o biologiji LPM-ova opisujući mehanizme zamjene rezidentnog embrionalnog LPM-a rezidentnim LPM-ovima koji potječu iz monocita koštane srži (moLPM-ovi), što rezultira fenotipskim i funkcionalnim LPM-om spolnog dimorfizma, i otkrivajući kako LPM, slobodni u fluidnom okruženju u stabilnom stanju, obavljaju funkcije popravka i imunološke obrane, formiranjem struktura sličnih trombovima kao odgovor na ozljedu peritoneuma i dinamičkih agregata LPM vezanih za mezotel nakon bakterijske infekcije.

Štoviše, nedavni eksperimentalni dokazi podupiru da peritonealni tumori mogu poremetiti metabolizam LPM-a, što dovodi do stjecanja funkcija koje promiču tumore koje bi se, unatoč tome, mogle poništiti eksperimentalnim strategijama blokiranja subverzije funkcije LPM-a izazvane tumorom, što bi mogla biti osnova za razvoj novih imunoterapijskih pristupa protiv metastaza peritonealnog tumora koji se temelje na reprogramiranju makrofaga.

2. Identitet velikih peritonealnih makrofaga

LPM su dugovječni, tkivni makrofagi nastali tijekom embrionalnog života, razvojno i funkcionalno ograničeni na peritonealnu šupljinu, za razliku od drugih populacija peritonealnih imunoloških stanica koje se regrutiraju u peritonealnu šupljinu i recirkuliraju na druga mjesta u stabilnom stanju, i pod patološkim uvjetima. One uključuju, u stabilnom stanju, B1 stanice, koje zajedno s LPM-ima čine veliku većinu stanica sakupljenih peritonealnom lavažom, i nizak postotak SPM-ova izvedenih iz monocita (za male peritonealne makrofage), B2 stanica, T stanica, NK stanica , urođene limfoidne stanice i mastociti.[11]

Kao što je detaljno objašnjeno u ovom pregledu, istraživanja provedena tijekom posljednjih godina utvrdila su da LPM ne samo da ispunjavaju peritonealne homeostatske funkcije, već su također uključeni u popravak oštećenja tkiva uzrokovanih upalom i infekcijom, te obranu od mikrobne infekcije. Štoviše, LPM doprinose većini peritonealnih patologija, osobito metastazama peritonealnog tumora, ali također i peritonealnoj endometriozi, autoimunom serozitisu i postoperativnim priraslicama.

Rezidentni embrionalni LPM su CD11b plus F4/80hi MHC-II− stanice koje izražavaju niz markera koji karakteriziraju makrofage rezidentne u tkivima, kao što su CD14, CD64 i MerTK.[16,17]

Osim toga, čini se da makrofagi koji žive u tkivima smješteni u seroznim šupljinama tijela, a koji sadrže LPM i makrofage koji žive u tkivima prisutni u pleuralnoj i perikardijalnoj šupljini, dijele ekspresiju transkripcijskog faktora GATA6, receptora čistača Tim4 i M -CSF receptor CFSR1.[11,18] Osim toga, rezidentne embrionalne LPM-ove karakterizira ekspresija nekoliko staničnih površinskih receptora koji odražavaju homeostatske, popravne, regulatorne i obrambene funkcije LPM-a, uključujući molekule uključene u adheziju i lokalizaciju LPM-a, kao što je ICAM -2 (CD102), CD11b, CD49f, CD73 i CD62P,[19] prepoznavanje i uklanjanje mrtvih stanica, kao što su CD36, CD93, CD163, Tim4, MerTK, MARCO i MSR1,[4,16,20 –22] negativna regulacija aktivacije makrofaga, osiguravajući neupalno čišćenje apoptotskih stanica, kao što je V-postavljena imunoglobulinska domena koja sadrži 4 (VSIG4), [23] vezanje patogena, kao što su CD14, CD36 i SIGN-R1 (CD209b )[11,24] i odgovor na patogene, kao što su TLR4 i TLR7.[25,26] Najreprezentativnije molekule stanične površine izražene embrionalnim LPM-ovima sažete su na slici 1.

LPM pripadaju obitelji tkivno rezidentnih makrofaga, koji dijele ekspresiju gena povezanih s jezgrom loze određenih tijekom embrionalnog života, ali stječu transkripcijske i funkcionalne značajke specifične za tkivo uspostavljene nakon izlaganja tkivno specifičnim signalima mikrookoliša, kroz ekspresiju tkiva -specifični faktori transkripcije.[16,27] U tom smislu, faktor transkripcije GATA6 je bitan za LPM-specifičnu ekspresiju gena, proliferaciju i preživljavanje LPM-a.[19,28,29] Posljedično, homeostatski, popravljajući i obrambeni LPM funkcije bile su ugrožene u miševa s nedostatkom GATA6 u mijeloidnim stanicama.[5,19,30] Ekspresija GATA6 održava se na nestanični autonoman način[27,31] i predloženo je, na temelju in vitro eksperimenata, da se aktivira pomoću metabolit vitamina A retinoična kiselina, preko nuklearnih receptora retinoične kiseline.[19]

Ekspresija GATA6 tako bi bila modulirana lokalnom dostupnošću retinoične kiseline, podupirući koncept da je GATA6-inducirani transkripcijski program LPM-a reverzibilan,[17] što bi bila osnova za funkcionalnu plastičnost LPM-a, što omogućuje LPM-ovi za prebacivanje s homeostatskih na funkcije popravka ili imunološke obrane kada je to potrebno.

U tom smislu, LPM-ovi preneseni u alveolarni prostor smanjili su GATA6 i stekli transkripcijski profil alveolarnih makrofaga.[27] Tvrdi se da retinoičnu kiselinu koja aktivira GATA6 u LPM-ovima proizvode omentalne i peritonealne stromalne stanice.[19] U skladu s ovim opažanjima, ekspresija transkripcijskog faktora Wilmsovog tumora 1 (WT1) putem mezotelnih i fibroblastičnih stromalnih stanica, koji pokreću ekspresiju dvaju enzima koji ograničavaju brzinu i kontroliraju metabolizam retinola, RALDH1 i RALDH2,[32] kontrolirati ekspresiju GATA6 u LPM-ovima i u GATA6 plus rezidentnim makrofagima koji se nalaze u pleuralnoj i perikardijalnoj šupljini, budući da je smanjenje WT1 plus stanica rezultiralo dubokim smanjenjem tih podskupova makrofaga, usporedno s istodobnim smanjenjem Raldh1 i Raldh2 transkripata, [18] dodatno podupirući ulogu retinoične kiseline u održavanju ekspresije GATA6, što ipak ostaje za formalno dokazati.

Činjenica da su se kod miševa s nedostatkom GATA{0}} CD11b i makrofagi nakupili u mliječnim mrljama na omentumu, dok su LPM-ovi smanjeni u peritonealnoj šupljini,[19] podupire hipotezu da retinoidna kiselina koju luče stromalne stanice u omentumu održava GATA{ {3}}pokrenut transkripcijski program u LPM-ovima, što bi značilo da LPM-ovi kontinuirano cirkuliraju kroz omentum, ali to tek treba službeno dokazati.

Retinoinska kiselina je ligand retinoidnih X receptora (RXRs), koji su članovi superobitelji nuklearnih receptora transkripcijskih faktora ovisnih o ligandu, koji kontroliraju metabolizam lipida i glukoze i igraju ključnu ulogu u upalnim i autoimunim poremećajima.[33] Zanimljivo je da su miševi s nedostatkom RXR-a 𝛼 i 𝛽 pokazali duboki nedostatak u neonatalnoj ekspanziji LPM-a i smanjeno preživljavanje odraslih LPM-a, zbog nakupljanja lipida što je rezultiralo apoptozom, otkrivajući da RXR-i doprinose ekspanziji i održavanju LPM-a.[34] ATAC-seq analize otkrile su da je Gata6 lokus pokazao smanjenu dostupnost kromatina u LPM-ima s nedostatkom RXR-a, što je u korelaciji s nižom ekspresijom gena Gata6, potvrđujući da RXR-ovi reguliraju LPM transkripcijski program ovisan o GATA6-.

Čimbenik koji stimulira kolonije makrofaga (M-CSF ili CFS1) kontrolira predanost lozi makrofaga, pa stoga diferencijacija LPM-a ovisi o CFS1, kao što je pokazano kod miševa s osteopetrozom (Csf1 op/op) koji nose mutaciju u genu Cfs1, što dovodi do neispravan razvoj LPM-a.[35] Štoviše, na temelju in vitro testova, objavljeno je da mezotelne stanice izlučuju CSF1 koji održava proliferaciju LPM u kokulturama mezotelnih stanica i LPM; transwell testovi su otkrili da je proliferacija LPM značajno smanjena kada su spriječene interakcije mezotela i LPM, što sugerira da je kontakt između stanica pridonio proliferaciji LPM.[36] Koncept da je CSF1 dobiven iz mezotela potreban za održavanje LPM-a dodatno je podržan nedavnim izvješćem koje pokazuje da su LPM-ovi bili jako smanjeni kod miševa kod kojih su WT1 plus stanice imale nedostatak CFS1.[37] Pridonosi li CSF1 dobiven mezotelnim stanicama samoobnavljanju LPM-a u stabilnom stanju i/ili proliferaciji LPM-a tijekom upale, tek treba istražiti.

3. Podrijetlo i zamjena velikih peritonealnih makrofaga u homeostazi

LPM se diferenciraju tijekom embrionalnog života i održavaju se in situ samoobnavljanjem tijekom odraslog života. U stabilnom stanju, embrionalni LPM-ovi se postupno, ali djelomično, zamjenjuju iz kasnih faza embrionalnog razvoja rezidentnim moLPM-ovima koštane srži koji stječu rezidentni embrionalni LPM identitet, ali su zadržali neke transkripcijske i funkcionalne karakteristike povezane s njihovim podrijetlom.[38,39] ] Podrijetlo embrionalnih LPM ostaje kontroverzno budući da se navodi da potječu ili od dvostrukog doprinosa makrofaga žumanjčane vrećice i fetalnih jetrenih monocita, [40] ili isključivo od fetalnih jetrenih monocita.[41] Integrirani model nastanka i zamjene LPM-ova prikazan je na slici 2.

Zamjena embrionalnih makrofaga rezidentnih tkiva izvedenih iz monocita koštane srži, u stabilnom stanju, opisana je za sve populacije makrofaga rezidentnih tkiva, osim mikroglije, Langerhansovih stanica i Kupfferovih stanica, kako je izvijestio laboratorij dr. F. Ginhouxa , koristeći modele mapiranja sudbine koji se temelje na ekspresiji gena Ms4a3, specifično izraženog granulocitno-monocitnim progenitorima.[42] Čini se da je stupanj zamjene makrofagima izvedenim iz monocita koštane srži u osnovi diktiran pristupom niši i dostupnošću.[43] Niti jedna od populacija makrofaga rezidentnih u tkivu ne pokazuje potpunu zamjenu makrofagima izvedenim iz monocita koštane srži, što sugerira da je u svakom organu postignuta ravnoteža između regrutiranja monocita koštane srži i proliferacije i preživljavanja rezidentnih makrofaga embrija i monocita koštane srži. [42]

Stoga se tijekom odraslog života rezidentni LPM skup održava, u stabilnom stanju, kombinacijom samoobnavljanja rezidentnih embrionalnih LPM-ova i diferencijacije i samoobnavljanja rezidentnih moLPM-ova. Posljedično, u ovom rukopisu, osim ako nije drugačije naznačeno, pojam LPM odnosi se na populaciju odraslih LPM koja, u stabilnom stanju, uključuje rezidentne embrionalne LPM i rezidentne moLPM. Zanimljivo je da je nakon spolne zrelosti stopa zamjene embrionalnog LPM-a viša kod muškaraca, čiji LPM-ovi pokazuju veću proliferativnu aktivnost, kao što pokazuju analize genetskog mapiranja sudbine iz laboratorija dr. F. Ginhouxa i dr. S. Jenkinsa, koji ipak prijavili su razlike u stopama zamjene.[39,42] Ginhoux i kolege[42] pronašli su veći udio rezidentnih moLPM-ova kod mužjaka u dobi od 8 i 20 tjedana (≈25 posto naspram 10 posto i ≈50 posto naspram 25 posto , odnosno).

Nasuprot tome, Jenkins i kolege[39] izvijestili su da je ≈30 posto rezidentnih moLPM-ova otkriveno i kod muškaraca i žena nakon 4 tjedna, dok su nakon 16 tjedana muškarci imali veći udio rezidentnih moLPM-ova (≈60 posto naspram 30 posto). Predloženo je da se spolno dimorfna zamjena rezidentnim moLPM-ima kontrolira promjenama u peritonealnom mikrookruženju koje nastaju nakon spolnog sazrijevanja, neovisno o razinama estrogena i peritonealnoj adipoznosti [39], što dovodi do divergencije u heterogenosti LPM populacije. Spolno povezana razlika u heterogenosti unutar LPM populacije, kao i spolne razlike u peritonealnom mikrookruženju, određuju značajne transkripcijske i funkcionalne razlike između LPM populacije u muških i ženki miševa, iako su RNA-seq analize na razini jedne stanice otkrile ekvivalentni identiteti klastera u muškim i ženskim LPM-ovima.

RNA-seq analyses, at the population level, of 10- to 12-week-old male and female mice LPMs indicated that 486 mRNA transcripts were differentially expressed (>1.5-fold) između ženskih i muških LPM-ova. 148 mRNA transkripata izraženije u ženskim LPM-ima, na razini populacije, sadržavalo je gene povezane s unosom i transportom lipida, kao što su Apoe, Apoc1, Saa2 i Saa3, kao i gene povezane s imunološkom obranom. Potonji su uključivali Timd4, Cxcl13, Tgfb2, gene komponente komplementa C1qa, C3 i C4b, i C-tip gena receptora lektina Cd209a, Cd209b i Clec4g. [39] Nasuprot tome, kod muškaraca, geni koje LPM jače izražavaju povezani su s proliferacijom i procesima povezanim sa staničnim ciklusom, kao što su Cdk1, E2f2 i Mki67.

Zanimljivo je da su ženke miševa bile otpornije na akutni peritonitis izazvan streptokokom skupine B[44] ili infekcijom Streptococcus pneumoniae.[39] Budući da je CD209 (SIGN-R1) kritičan za preživljavanje nakon infekcije infekcijom S. pneumoniae promicanjem učinkovite bakterijske fagocitoze i uklanjanja [24], tvrdi se da je spolno ovisna otpornost na bakterijski peritonitis posljedica veće ekspresije ženskih LPM-ova CD209 i, dodatno, komponenti komplementa i kemokina CXCL13 koji regrutira B1 stanice.[39] U tom pogledu, tvrdi se da je veća otpornost žena i dojenčadi na infekcije koje se prenose krvlju povezana s pojačanom proizvodnjom prirodnih antitijela B1 stanica ovisno o CXCL13-.

4. Velika zamjena peritonealnih makrofaga izazvana upalom

Zabilježeno je da upalne reakcije u peritonealnoj šupljini izazvane sterilnim upalnim podražajima, [5,39,42,45,46] abdominalnim kirurškim zahvatom [39] ili bakterijskom infekcijom [47] uzrokuju smrt stanica LPM-a što dovodi do smanjenja broja rezidentnih LPM-ova (uključujući rezidentne embrionalne LPM-ove i rezidentne moLPM-ove), čiji je opseg u korelaciji s ozbiljnošću upale.[42,46] Oporavak izvornog skupa LPM-a događa se proliferacijom preostalih rezidentnih LPM-ova[45] i zamjenom LPM-ovima koji potječu od upalne monociti (u daljnjem tekstu ii-moLPM-ovi za moLPM-ove izazvane upalom) kao što je prikazano korištenjem različitih eksperimentalnih strategija, temeljenih na modelima mapiranja sudbine, [42] himeričnih miševa koštane srži zaštićenih tkivom i eksperimenata usvajajućeg prijenosa.[39,46]

Korištenje eksperimentalnog modela temeljenog na indukciji blage upale, uzrokovane niskom dozom zymosana (10 ug po mišu), ili teške upale uzrokovane visokom dozom zymosana (1000 ug po mišu), i eksperimenata usvojenog prijenosa za praćenje ii-moLPM-ova i procijeniti kako upalno okruženje kontrolira njihovu diferencijaciju, Jenkins i suradnici predložili su da stupanj zamjene rezidentnih LPM-ova ii-moLPM-ovima i opseg u kojem oni kasnije stječu identitet i funkciju rezidentnih LPM-ova određuje ozbiljnost upalnog procesa i veličine LPM smrti[46] (Slika 2).

ii-moLPM-ovi nastali nakon što su blage upale dugo postojali zajedno s preostalim rezidentnim LPM-ovima, ali natjecanje s rezidentnim LPM-ovima i promjene u peritonealnom okruženju zadržale su ih u nenormalnom stanju aktivacije i blokirale stjecanje fenotipa rezidentnog LPM-a. Nasuprot tome, teška upala može dovesti do potpune ablacije rezidentnih LPM-ova, koji su u konačnici zamijenjeni ii-moLPM-ovima, koji su stekli rezidentni LPM identitet, ali su zadržali transkripcijsko i funkcionalno divergentne značajke, određene njihovim podrijetlom, peritonealnom upalom i vremenom nastanka -prebivalište.[46] Predloženo je da fenotip ii-moLPM-a obuhvaća intrinzične markere određene njihovim podrijetlom, kao što su CD62L i Semaforin 4a, markere čija je ekspresija kontrolirana kompeticijom s rezidentnim LPM-ovima, ali se reprogramira s vremenom, kao što su GATA6, MHCII i CCR5, i markeri povezani s vremenom boravka, neovisno o konkurenciji s rezidentnim LPM-ovima, kao što su Tim4, CD209b i VSIG4. Čini se da je značajan udio gena različito izraženih od strane rezidentnih LPM-ova i ii-moLPM-ova kontroliran razlikama u signalizaciji retinoične kiseline, bilo izravno ili na način ovisan o GATA6-.[46]

ii-moLPM-ovi pokazuju veću proliferativnu aktivnost od rezidentnih LPM-ova, [38,46] za koje se pretpostavlja da su u korelaciji s razlikama u poboljšanoj sposobnosti prvih da proliferiraju kao odgovor na CSF1 koji proizvode mezotelne stanice.[36] Osim toga, ii-moLPM-ovi su pokazali slabiju sposobnost fagocitoze bakterija i preuzimanja umirućih stanica, te nisu uspjeli proizvesti CXCL13.[46] Dok se broj peritonealnih B1 stanica povećava s godinama u homeostazi, peritonealna upala dovela je do neispravne akumulacije B1 stanica[46] budući da, kao što je gore istaknuto, proizvodnja CXCL13 pomoću LPM-ova kontrolira usmjeravanje B1 stanica u peritonealnu šupljinu.[48] Stoga, činjenica da razvojna i funkcionalna heterogenost populacije LPM-a ovisi o spolu i dobi ima važne implikacije kada se govori o ulozi LPM-a u popravku, obrani i utjecanju na metastaze peritonealnog tumora, što treba uzeti u obzir u budućim studijama.

Važno je napomenuti da se monociti regrutirani u peritonealnu šupljinu tijekom upalnih reakcija, povezanih s neinfektivnim peritonealnim oštećenjem, infekcijom ili metastatskim rastom tumora, mogu potencijalno diferencirati u stanice izvedene iz monocita koje ispunjavaju specifične funkcije popravka, obrane ili poticanja tumora, ali možda neće steći fenotipske ili funkcionalne karakteristike LPM-a, pa se stoga ne bi trebali smatrati ii-moLPM-ovima. Međutim, definiranje identiteta stanica diferenciranih od monocita regrutiranih u upaljeni peritoneum može biti kontroverzno budući da se većina izvješća usredotočuje na funkcionalnu važnost stanica izvedenih iz peritonealnih monocita, vrijeme postojanosti i/ili stjecanje značajki LPM-a pomoću ovih stanice izvedene iz monocita nisu obrađivane i, obrnuto, u izvješćima o rezidentnoj zamjeni LPM-a tijekom upale, funkcija ii-moLPM-ova nije bila dublje istražena.

U skladu s hipotezom da natjecanje za određenu fizičku nišu, definiranu staničnim i molekularnim čimbenicima mikrookoliša, određuje doprinos monocita makrofagima koji žive u tkivima,[43] predloženo je postojanje biokemijske niše za makrofage koji se nalaze u peritoneju.[46] ] Sukladno tome, natjecanje za signale i interakcije između stanica koje kontroliraju preživljavanje, proliferaciju i funkciju LPM-ova kontroliralo bi ravnotežu između rezidentnih LPM-ova i ii-moLPM-ova, kao i stjecanje zrelog rezidentnog LPM identiteta od strane iimoLPM-ova.

5. Uloga velikih peritonealnih makrofaga u peritonealnoj homeostazi

LPM-ovi ispunjavaju ključnu ulogu u uklanjanju apoptotskih stanica u stanju ravnoteže, što je obilježje makrofaga koji žive u tkivima i koji je ključan za održavanje samotolerancije,[49] kroz ekspresiju specifičnih receptora čistača uključujući CD36, CD93, CD163 Tim4 , i MerTK.[16,20-22] Zanimljivo, predloženo je da se učinkovita internalizacija apoptotičkih stanica pomoću LPM-a oslanja na početno vezanje na Tim4 fosfatidilserina izloženog apoptotičnim stanicama, nakon čega slijedi gutanje posredovano MerTK-om.[20] LPM-ove programira peritonealno mikrookruženje za učinkovito čišćenje apoptotskih stanica, izbjegavajući upalu izazvanu TLR-om posredovanim samoizvedenim prepoznavanjem nukleinske kiseline, dok zadržava sposobnost odgovora na infekciju.[25]

Tvrdilo se da faktori transkripcije Kruppelu slični faktori 2 i 4 pokreću programiranje LPM-a za imunološki tiho čišćenje apoptotskih stanica, kontroliranjem ekspresije gena receptora za prepoznavanje apoptotskih stanica, kao što su Timd4, Marco i Olr1, i gena koji djeluju kao negativni regulatori TLR signalizacije, kao što su Hes1, Socs3, Pdlim2, Ptpn6 i Tnfaip3, što rezultira povećanim pragom aktivacije.[25] U skladu s ovim zapažanjima, LPM eksprimiraju VSIG4, receptor povezan s obitelji B7, za koji se navodi da smanjuje aktivaciju makrofaga, putem PDK2-posredovanog reprogramiranja mitohondrijske oksidacije piruvata i proizvodnje ROS.[23]

LPM igraju ključnu ulogu u održavanju homeostaze peritonealnih B1 stanica. Doista, peritonealne B1 stanice, koje konstitutivno proizvode prirodni IgM, pružajući lokalnu prvu liniju obrane protiv širokog spektra patogena, [12] ovise o kemokinu CXCL13, koji proizvode LPM i stromalne stanice, za njihovo regrutiranje iz cirkulacije i navođenje. u peritonealnu šupljinu; CXCL13 je također potreban za usmjeravanje B1 stanica na omentum.[48] Osim toga, nakon stacionarne migracije u intestinalnu laminu propriju, peritonealne B1 stanice izlučuju prirodna antitijela IgA kako bi osigurale imunološku kontrolu crijevne mikrobiote.[12] Zanimljivo je da je promjena klase IgA u peritonealnim B1 stanicama, i posljedično, intestinalna sekrecija IgA posredovana stanicama B1, kontrolirana retinoičnom kiselinom/GATA6-ovisnom TGF-𝛽 proizvodnjom pomoću LPM-a.[19] U skladu s ovim opažanjem, retinoična kiselina i TGF-𝛽 imaju sinergistički učinak na promjenu klase IgA u peritonealnim B1 stanicama in vitro.[50]

Dodatna funkcija LPM-a povezana s peritonealnom homeostazom je nadzor za otkrivanje sterilne peritonealne ozljede koja bi, osim ako se brzo ne popravi, mogla dovesti do stvaranja peritonealnih priraslica, koje se mogu pretvoriti u tešku peritonealnu bolest, uključujući intestinalnu okluziju i neplodnost u žena.[ 10] Nadzor za otkrivanje oštećenja peritoneuma ili infekcije u osnovi ispunjavaju LPM-ovi i zahtijeva aktivno patroliranje peritonealne površine. S tim u vezi, u nedavnom izvješću, u kojem je oslikavanje peritonealne šupljine, kroz intaktnu trbušnu stijenku, obavljeno intravitalnom mikroskopijom, pokazalo se da se LPM-ovi kreću pasivno na respiracijski ovisan i nasumičan način u stabilnom stanju, s brzinama do 800 μm s−1. [4] Uloga LPM-a u obnavljanju peritonealnog tkiva i stvaranju priraslica raspravlja se u sljedećem odjeljku.

6. Uloga velikih peritonealnih makrofaga u sanaciji ozljeda peritoneuma

Oštećenje abdominalnog ili visceralnog peritoneuma može biti uzrokovano sterilnom ozljedom koja je posljedica slučajne traume ili abdominalnog kirurškog zahvata ili može biti posljedica peritonealnih patologija, poput infekcije, bolesti jetre ili crijeva ili metastatskog rasta tumora. Nedavne studije, o kojima se raspravlja u nastavku, rasvijetlile su mehanizme uključene u popravak sterilne ozljede peritoneuma i ulogu LPM-a u ovom procesu.[10] Nasuprot tome, kako se peritoneum oštećen peritonealnom infekcijom ili metastazom tumora naknadno obnavlja, ostaje za dubinsko istraživanje.

Osjećaj oštećenja peritonealne sluznice postiže se prepoznavanjem molekularnih uzoraka povezanih s opasnošću (DAMPs), koje oslobađaju oštećene stanice, uključujući mezotelne stanice, stanice smještene u submezotelnom vezivnom tkivu i potencijalno one koje tvore pozadinska tkiva. DAMP-ovi uključuju konstitutivno izražene DAMP-ove, poput nuklearne i mitohondrijske DNA, nuklearne i mitohondrijske proteine ​​(HMGB1, histone, citokrom c), ATP, K plus ione ili S100 proteine ​​koji vežu kalcij, inducibilne DAMP-ove, kao što su proteini toplinskog šoka, defenzini , galektini i IL-1𝛼 i izvanstanični DAMP-ovi, kao što su hijaluronan ili heparan sulfat.[51] DAMP-om aktivirane mezotelne stanice pokreću peritonealnu upalu oslobađanjem proupalnih citokina i kemokina, koji potiču regrutiranje leukocita na oštećena područja i aktivaciju komplementa, što rezultira dodatnom upalom. Ova upalna reakcija pokreće polimerizaciju fibrina ovisnu o tkivnom faktoru kao rezultat neravnoteže između fibrinogeneze i fibrinolize, što dovodi do stvaranja fibrinske matrice, koja služi kao skela za zacjeljivanje rane.

Potonji uključuje regrutiranje u submezotelni odjeljak leukocita koji ispunjavaju funkciju popravka, uključujući LPM, neutrofile, monocite i makrofage izvedene iz monocita, regrutiranje mezenhimalnih prekursora, taloženje izvanstaničnog matriksa, urastanje živaca i krvnih žila i ponovnu epitelizaciju oštećenog peritoneuma.[10] Postojanost peritonealne upale može dovesti do prekomjernog taloženja fibrina i, u konačnici, do stvaranja vlaknastih mostova između suprotnih peritonealnih površina, koji sadrže živce i krvne žile, zvanih abdominalne adhezije.[52] Adhezije uglavnom nastaju kao posljedica abdominalne operacije, ali također mogu biti uzrokovane infekcijom, endometriozom, radioterapijom ili peritonealnom dijalizom i povezane su sa značajnim morbiditetom koji može uključivati ​​komplikacije opasne po život.[52]

Elektronska mikroskopska analiza peritonealnog cijeljenja nakon eksperimentalne kirurške ozljede, koja je otkrila da su se makrofagi zalijepili za oštećeno tkivo 24 sata nakon ozljede, a zatim migrirali u ranu, [53] pružio je prve dokaze o mogućoj ulozi makrofaga u peritonealnoj ozljedi. sanacija ozljeda. Ovu su hipotezu dodatno poduprle intravitalne mikroskopske studije iz laboratorija dr. P. Kubesa koje su pokazale da su, nakon laserom inducirane ozljede jetrene kapsule, F4/80high GATA6 plus LPM regrutirani na oštećena područja i migrirali preko mezotela u ozljede jetre, unutar 1 h nakon ozljede izazvane laserom.[30]

LPM su osjetili oštećeno tkivo kroz prepoznavanje ATP-a koji oslobađaju nekrotične stanice jetre preko DAMP receptora PX27 i infiltrirali su se u jetreni parenhim preko CD44- posredujući vezanje za hijaluronan prisutan u oštećenim područjima. Zanimljivo je da je regrutiranje u ozlijeđeno tkivo pokrenulo proliferaciju LPM-a i regulaciju molekula povezanih s alternativnim fenotipom aktiviranja/popravljanja, kao što su CD206, CD273 i arginaza 1. Sukladno tome, regrutirani LPM-ovi aktivno su pridonijeli uklanjanju nekrotičnih stanica, za koje se tvrdilo da je kritično za revaskularizaciju i popravak tkiva, kao što je potkrijepljeno eksperimentima koji pokazuju da je zacjeljivanje ozlijeđenih područja bilo odgođeno kod miševa s liposomima napunjenim klodronatom, s osiromašenim LPM-om ili s nedostatkom GATA6-.[30]

Slično ATP-inducirano regrutiranje i migracija ovisna o CD{1}}u oštećeno područje F4/80 visokih GATA6 plus LPM-ova opisani su u modelu intestinalne toplinske ozljede.[54] Eksperimenti deplecije LPM-a posredovani liposomima punjeni klodronatom također su podržali koncept da su LPM-i pridonijeli oporavku oštećenog crijeva u ovom eksperimentalnom okruženju. Međutim, bilo bi potrebno dodatno istraživanje, kako je opisano u ovom izvješću, da li se LPM-ovi regrutiraju u crijevnu serozu nakon oštećenja crijevnog epitela, budući da ostaje moguće da je ovaj fenomen bio artefaktičan ako, u ovim eksperimentima, oštećenje nije bilo ograničeno samo na intestinalnu luminalnu površinu, ali je utjecao na crijevnu sluznicu i submukozu, uzimajući u obzir eksperimentalnu strategiju korištenu za rješavanje ovog problema u ovoj studiji.

S druge strane, što se tiče eksperimenata smanjenja LPM-a tretmanom s liposomima punim klodronatom, koji su provedeni kako bi se pozabavila ulogom LPM-a u obnavljanju seroze jetre ili crijeva,[30,54] je li odgođeno zacjeljivanje rana primijećeno u miševa tretiranih klodronatom. je barem djelomično posljedica smanjenja broja makrofaga porijeklom iz peritonealnih monocita i populacija makrofaga rezidentnih u tkivu prisutnih u omentumu, peritonealnoj membrani ili jetrenoj kapsuli, ne može se isključiti. Doista, dokazano je da se monociti regrutiraju u peritonealna ozlijeđena područja, gdje se diferenciraju u makrofage izvedene iz monocita koji mogu pospješiti popravak tkiva.[55]

U skladu s ovim zapažanjima, koncept da nakon što se LPM-ovi pričvrste na oštećeni mezotel migriraju u serozne ozljede i ispunjavaju kritičnu funkciju popravka, doveden je u pitanje nedavnim izvješćem u kojem je genetsko mapiranje sudbine omogućilo praćenje rezidentnih LPM-ova nakon sterilne ozljede jetre [56] Ove studije su otkrile da su se GATA6 plus rezidentni LPM nakupili na ozlijeđenoj površini jetre, ali su minimalno zahvatili nekrotični jetreni parenhim. Štoviše, korištenjem G6Mø-CreER-a ovisnog o toksinu difterije; R26-tdTomato/iDTR linija miševa, koja je omogućila genetsku ablaciju većine GATA6 plus rezidentnih LPM-ova, autori su zaključili da odsutnost GATA6 plus rezidentnih LPM-ova nije značajno utjecala na zacjeljivanje rana na jetri, pa stoga GATA6 plus rezidentni LPM nisu bili kritični za regeneraciju oštećenog seroznog tkiva. Stoga se moraju provesti dodatna istraživanja kako bi se utvrdilo doprinose li i eventualno kako LPM-ovi cijeljenju peritoneuma.

Zanimljivo je da nedavno izvješće laboratorija dr. P. Kubesa, temeljeno na snimanju peritonealne šupljine nakon žarišne toplinske peritonealne ozljede inducirane laserom, intravitalnom mikroskopijom kroz intaktnu trbušnu stijenku, podupire izravnu ulogu LPM-a u seroznom oporavku. [4] Doista, rezidentni GATA6 plus LPM bili su prve stanice regrutirane za mezotelne ozljede, proces koji je zahtijevao smični protok peritonealne tekućine. Regrutirani LPM-ovi pričvršćeni su na oštećeni peritoneum i potpuno prekrili lezije 15 minuta nakon ozljede, tvoreći strukture nalik trombovima, u procesu koji odražava agregaciju trombocita kao odgovor na ozljedu krvne žile. LPM agregacija nije ovisila o kanonskim adhezijskim molekulama ili polimerizaciji fibrina, već o receptorima čistačima koji sadrže domene bogate cisteinom (SRCR) receptora čistača, kao što su MARCO ili MSR1, koje se vežu na veliki broj polianionskih liganada i koji su visoko očuvani tijekom evolucije od beskičmenjaka. Doista, kod bodljikaša, kao što je morski jež, ozljeda u celomičkoj šupljini dovela je do agregacije celomocita, ekspresije homologa koji sadrže SRCR, koji su zatvorili oštećena područja.[57,58] Tvrdilo se da LPM doprinose popravku žarišnih peritonealnih lezija, postizanjem fizičkog brtvljenja peritonealnih ozljeda, budući da je blokada agregacije makrofaga dovela do odgođenog cijeljenja ozlijeđenog parijetalnog peritoneuma.[4]

Nasuprot tome, upotrebom eksperimentalnog modela formiranja peritonealne adhezije izazvane kirurškom sterilnom ozljedom, uključujući stvaranje peritonealnog gumba šivanjem dijela peritonealne stijenke, pokazalo se da se velik broj LPM-ova regrutira na gumbe unutar 3 sata nakon operacije [4] U ovom jatrogenom okruženju, makrofagi su formirali opsežne nakupine koje su pospješile taloženje fibrina i rast ožiljnog tkiva, što je dovelo do stvaranja peritonealnih adhezija unutar 7 dana nakon operacije.

Zanimljivo je da su broj i razvoj peritonealnih adhezija bili značajno smanjeni kod miševa u kojih su LPM-i iscrpljeni 24 sata prije operacije, što potvrđuje da su LPM-ovi pridonijeli stvaranju peritonealnih adhezija. Zanimljivo, upotrebom sličnog modela eksperimentalnog formiranja adhezije, pokazalo se da LPM stvaraju staničnu barijeru preko fibrinskih ugrušaka nastalih u oštećenim mezotelnim područjima, proces koji dovodi do stvaranja adhezije ako barijera makrofaga nije bila dovoljna da pokrije fibrinski ugrušak, ali da spriječio stvaranje adhezije ako je barijera makrofaga potpuno zaštitila fibrinske ugruške.[59] Doista, IL-4-posredovano pojačanje barijere makrofaga spriječilo je stvaranje priraslica i moglo bi biti osnova za razvoj inovativnih tretmana za sprječavanje postoperativnih priraslica. Stoga, iako se čini da je početno regrutiranje i agregacija makrofaga, zajedno s taloženjem fibrina, potrebno za ispravan serozni popravak, ono također može uzrokovati patogene ožiljke koji dovode do stvaranja priraslica, što je situacija koja je povezana s niskom fibrinolitičkom aktivnošću mezotela.[52] ]

Zaključno, uloga LPM-a u sterilnom popravljanju oštećenja peritoneuma u velikoj je mjeri uvjetovana težinom ozljede. LPM potiču stvaranje priraslica nakon velike ozljede peritoneuma, ali ispunjavaju bitnu funkciju brzog popravka žarišnih mezotelnih ozljeda, podsjećajući na primitivne mehanizme popravka sačuvane tijekom evolucije (Slika 3). S druge strane, potencijal LPM-a da napadnu duboko oštećeno submezotelno tkivo i pridonese njegovoj obnovi zajedno s makrofagima i neutrofilima izvedenim iz monocita, još uvijek je kontroverzan i stoga ga je potrebno dodatno istražiti. S tim u vezi, treba li, kao što je opisano za druge populacije makrofaga, LPM proizvoditi duboke medijatore zacjeljivanja, kao što je faktor rasta trombocita, inzulinu sličan faktor rasta 1, TGF-𝛽1 ili VEGF-𝛼, [60] .

For more information:1950477648nn@gmail.com