《自然》子刊:原來乳房裡的巨噬細胞這麼好看!科學家發現一類新的巨噬細胞,監視乳腺導管,幫助哺乳後乳腺恢復丨科學大發現

奇點網 發佈 2020-05-02T05:00:47+00:00

俗話說情意三千不敵胸脯四兩。為了有個挺拔的胸部,腫瘤、石蠟、海綿、矽膠和鹽水等等都被塞進過女人的胸里。不過某些時候,身體里的一種細胞卻會幫著乳房變小。近日,澳大利亞沃爾特和伊麗莎霍爾醫學研究所的Caleb A. Dawson 和Jane E.

俗話說情意三千不敵胸脯四兩。為了有個挺拔的胸部,腫瘤、石蠟、海綿、矽膠和鹽水等等都被塞進過女人的胸里。不過某些時候,身體里的一種細胞卻會幫著乳房變小。

近日,澳大利亞沃爾特和伊麗莎霍爾醫學研究所的Caleb A. Dawson 和Jane E. Visvader等,在小鼠乳腺中發現了一類新的巨噬細胞,命名為導管巨噬細胞。導管巨噬細胞分布在乳腺導管的上皮細胞和基底細胞之間,互相連接形成一個網絡,監視著整個導管上皮

哺乳周期中,導管巨噬細胞也會周期性的變化。懷孕時它快速擴增,在哺乳期調控乳腺的免疫狀態。到哺乳期結束後,導管巨噬細胞還會吞噬掉多餘的導管上皮細胞,幫助乳腺復原。此外,導管巨噬細胞還可能跟乳腺癌有關。該研究發表在Nature Cell Biology上[1]。

導管巨噬細胞(黃色)吞噬多餘的乳腺上皮細胞,促進哺乳後乳腺恢復

乳腺是一個高度動態的器官,在一生中會隨著發育和哺乳狀態不斷發生變化。從幼年時的兩個小乳頭,到青春期快速增長發育,成年後又隨月經周期微弱變化。懷孕時,乳腺又會進一步增生,準備泌乳,等孩子斷奶後,又逐漸萎縮,重新進入靜止期。

乳腺的這些變化,一方面是受身體激素水平的調節,另一方面,乳腺中的組織駐留巨噬細胞也功不可沒。研究顯示,巨噬細胞在整個發育過程中都與乳腺導管樹密切相關,是青春期乳腺形態發生和孕期腺上皮增生所必需的[2,3]。

研究人員使用大體積亞細胞解析度三維共聚焦成像,對小鼠乳腺中的巨噬細胞進行了研究。

導管巨噬細胞(黃色)和肌上皮細胞(紫色)

根據巨噬細胞表面的標誌物,研究人員將乳腺中的巨噬細胞分成了3類。其中,CD11c陽性的巨噬細胞與乳腺導管緊密相關,在脂肪中缺乏,被研究人員稱為導管巨噬細胞(DM細胞),大約占乳腺中全部巨噬細胞的7.3%

導管巨噬細胞緊貼著乳腺導管

這些DM細胞,在青春期前開始出現,夾在乳腺導管的上皮細胞和基底細胞之間,相互伸出偽足連接形成一張網絡。它們排列地十分規律,平均相距32μm,靠近乳頭的地方比較多,而腺泡處要少一點。

除了互相連接,這些DM細胞伸出的偽足還會不斷地跟不同的導管上皮細胞接觸大約有30%的導管上皮細胞同時跟DM細胞接觸,而經過1個小時或3個小時的偽足運動後,分別有60%或80%的上皮細胞都跟DM細胞接觸過

DM細胞這麼不斷地跟上皮細胞接觸,看起來跟巡邏的警察似的。它們面對損傷又會做出怎樣的反應呢?

研究人員使用雷射脈衝在乳腺導管上製造了一處損傷。損傷後,DM 細胞或向損傷處遷移,或伸出偽足,保護傷口

雷射損傷後,DM細胞向傷口伸出偽足,保護傷口

更大範圍的研究還發現,乳腺中70%的凋亡上皮細胞都跟DM細胞相接觸凋亡後經常被它們吞噬

DM細胞接觸并吞噬凋亡的上皮細胞

在不同狀態的乳腺中,DM細胞也有很大差別。成年小鼠的靜止期乳腺中,DM細胞大約占全部細胞的0.64%懷孕時,隨著乳腺的增生,DM細胞也迅速擴增40倍。到哺乳期,DM細胞占了乳腺全部細胞的25.7%。哺乳期後,乳腺退化時,DM細胞又再次減少到靜止期的狀態。

基因表達上,靜止期和哺乳期後的DM比較相似,而與孕期和哺乳期中的DM顯著不同。懷孕時,DM細胞中細胞周期相關通路和雌激素敏感通路表達增加。而到了哺乳期,DM細胞中抗炎的IL-10信號和Th-17相關的免疫調節信號占據主導地位

導管巨噬細胞可能在泌乳相關免疫抑制中有重要作用!

DM細胞數量在孕期和哺乳期顯著增加

研究人員發現,在哺乳期過後,乳腺腺泡塌陷,腔內充滿了DM細胞,包圍并吞噬凋亡的上皮細胞。而如果選擇性去除DM細胞,斷奶後的乳腺退化和腺泡重構都會大大延遲,凋亡的上皮細胞無法被吞噬

DM細胞是斷奶後乳腺恢復所必需的!

哺乳期後乳腺退化過程中,DM細胞吞噬腺泡細胞

不過在乳腺癌中,與預後不良相關的腫瘤相關巨噬細胞,有一部分正是CD11c陽性的巨噬細胞[4],與DM細胞一致,基因表達譜也與DM細胞相似,可能跟DM細胞有關

論文作者Dawson博士表示:「導管巨噬細胞遍布整個乳腺導管。隨著癌症的發展,這些巨噬細胞的數量也會增加。我們懷疑導管巨噬細胞有可能無意中削弱人體的免疫反應,這會對癌症的生長和擴散產生危險的影響。」

乳腺腫瘤中,DM依然保留其網狀結構,監視導管上皮細胞

但初步的研究顯示,在乳腺癌中,DM細胞可能依然恪盡職守,保持其網絡結構,監視著導管上皮細胞。這些對哺乳後乳腺恢復至關重要的細胞,究竟在腫瘤里起了怎樣的作用,依然有待更深入的研究。

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參考文獻:

1. Dawson C A, Pal B, Vaillant F, et al. Tissue-resident ductal macrophages survey the mammary epithelium and facilitate tissue remodelling[J]. Nature Cell Biology, 2020: 1-13.

2. Gouon-Evans V, Rothenberg M E, Pollard J W. Postnatal mammary gland development requires macrophages and eosinophils[J]. Development, 2000, 127(11): 2269-2282.

3. Van Nguyen A, Pollard J W. Colony stimulating factor-1 is required to recruit macrophages into the mammary gland to facilitate mammary ductal outgrowth[J]. Developmental biology, 2002, 247(1): 11-25.

4. Lohela M, Casbon A J, Olow A, et al. Intravital imaging reveals distinct responses of depleting dynamic tumor-associated macrophage and dendritic cell subpopulations[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014, 111(47): E5086-E5095.

本文作者 | 孔劭凡

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