人体中含有一系列能够共存的微生物，主要是肠道菌群，其与机体造血功能的调节有关，也与血液及其组分(包括免疫细胞)的产生有关;然而，目前研究人员并不清楚在炎症存在的情况下，机体的造血系统是如何管理微生物信号并维持组织的完整性的，近日一篇发表在国际杂志The EMBO Journal上题为“Hematopoietic stem and progenitor cells integrate microbial signals to promote post‐inflammation gut tissue repair”的研究报告中，来自日本熊本大学等机构的科学家们通过研究识别出了在肠道炎症期间机体组织修复背后的分子机制。

        研究者表示，机体血液中的免疫细胞在抵御感染和修复受损组织上扮演着非常关键的角色，那么其又是从哪里来的呢?骨髓中含有能产生我们必胜机体中多种类型血细胞(包括免疫细胞)的造血干细胞(HSCs)，在受到细菌或病毒的攻击时，机体的造血干细胞会被诱发通过分化为多潜能祖细胞(MPPs)进而产生更多的免疫细胞来抵御感染;然而，研究人员并不清楚造血干细胞和造血干祖细胞在受损的肠道组织的修复过程中所扮演的确切角色，尤其是当骨髓和肠道相距甚远时。

        共生的肠道菌群对于调节机体的生理学过程非常重要，研究者指出，剔除这些肠道菌群或会弱化机体免疫系统的功能，并会使得人群对于感染更加易感;因此，有可能这些肠道菌群会直接或间接地调节机体的造血功能，但几乎并没有证据能解释当机体肠道出现炎症时这种调节是如何进行的。这篇研究报告中，研究人员发现了肠道的组织修复是如何通过微生物和驱动造血干细胞分化的免疫信号来进行的。

        研究者Hitoshi Takizawa说道，我们发现了骨髓和炎性肠道组织之间的跨器官交流，其或能将微生物信号转化为促进肠道组织修复的特定祖细胞系的产生。这项研究是利用结肠炎小鼠模型进行的，该模型能密切模拟人类炎性肠病的发病机制，首先研究人员利用葡聚糖硫酸钠(DSS，dextran sulfate sodium)来诱导小鼠机体出现慢性结肠炎，随后再研究小鼠模型机体的肠道炎症和骨髓的造血反应。研究者观察到，急性的肠道炎症会促使骨髓中的造血干细胞活化和扩张，随后这些细胞就会通过循环和脾脏迁移到靠近炎性位点的淋巴结中，比如肠道附近的肠系膜淋巴结(MLN，mesenteric lymph node);这一过程受到了造血干细胞上表达的粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子受体(GM-CSFR)和其在骨髓和MLN中的配体的调节控制。

        通过对患有结肠炎的小鼠机体的多潜能祖细胞(MPPs)进行RNA测序分析，研究者发现，小鼠机体参与炎症和细胞代谢的骨髓中80个基因和MLN中的255个基因的表达都会发生明显改变，有意思的是，在小鼠机体中所观察到的造血干细胞向MLN的迁移在患有炎性肠病的人类机体中也能观察到，这或许就解释了一种保守性的机制也在发挥着作用。当对利用抗生素处理的小鼠进行宏基因组分析后，研究者确定了哪些因素会诱发造血干细胞的扩张，筛选结果表明，革兰氏阴性菌拟杆菌属是造血干细胞调节细菌中最丰富的菌群，当结肠炎发作后其能通过先天性的免疫信号来控制造血干细胞的扩张。

        当抵达MLN后，造血干细胞很有可能会分化为一种类似于髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells)的特定细胞亚型，这类细胞亚型会表达表面抗原Ly6C+/G+，此外，其还能修复肠道组织，当造血干细胞迁移到MLN的过程被阻断时，肠道炎症似乎就会加剧，这些研究结果表明，通过感知局部的需求，造血干细胞就具有潜力分化为MLN中的免疫抑制细胞，而这些细胞还能潜在促进结肠炎后肠道的组织修复。理解造血干细胞所协调的组织监测和修复机制或许能帮助可科学家们快速识别维生素和炎症所诱发的组织损伤信号，研究人员希望这些研究发现能帮助开发治疗肠道相关障碍的新型药物，这类疾病目前每年在全球影响着数百万人的健康。

        综上，本文研究建立了骨髓和远端炎性位点之间的跨器官沟通机制，同时研究人员发现了一类特定的多潜能祖细胞亚型，其或能对即将到来的造血需求产生反应并帮助缓解机体的炎性症状。

        原始出处：

        Maiko Sezaki，Yoshikazu Hayashi，Gaku Nakato, et al. Hematopoietic stem and progenitor cells integrate microbial signals to promote post‐inflammation gut tissue repair, The EMBO Journal (2022). DOI:10.15252/embj.2022110712