中性粒細(xì)胞是人體內(nèi)數(shù)量最多的免疫細(xì)胞，也是感染或組織損傷時(shí)最先作出反應(yīng)的細(xì)胞。然而，盡管重要性不言而喻，但到目前為止人們對(duì)中性粒細(xì)胞的真正功能及其在不同組織中的適應(yīng)性變化仍知之甚少。

這種細(xì)胞還具有多樣化的作用，在感染期間能夠挽救生命，但也可能加劇炎癥。因此，人們想了解它們?nèi)绾渭葏⑴c宿主防御，又參與炎癥、心血管疾病或癌癥相關(guān)疾病的發(fā)展。

為了揭開這種復(fù)雜性，西班牙國(guó)家心血管研究中心 (CNIC)、美國(guó)耶魯大學(xué)和中國(guó)西湖大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)銜的國(guó)際聯(lián)盟繪制出NeuMap——第一張全面描繪中性粒細(xì)胞在不同組織、生命階段和疾病狀態(tài)下如何組成的圖譜。

這項(xiàng)研究成果于12月3日發(fā)表在《Nature》雜志上。它勾勒出中性粒細(xì)胞區(qū)室的整體結(jié)構(gòu)，為中性粒細(xì)胞生物學(xué)的探索和應(yīng)用建立了基礎(chǔ)框架。

在這項(xiàng)研究中，研究人員對(duì)在47種不同狀態(tài)下采集的中性粒細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，構(gòu)建出小鼠整體的中性粒細(xì)胞區(qū)室圖譜，并將其命名為NeuMap。

NeuMap整合并拓展了現(xiàn)有模型，揭示了中性粒細(xì)胞通過有限數(shù)量的功能樞紐形成結(jié)構(gòu)，這些樞紐在成熟過程中依次分布，隨后分化成干擾素響應(yīng)型、免疫抑制型以及功能沉默型狀態(tài)，其中功能沉默型在健康循環(huán)系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。

共同通訊作者、西班牙國(guó)家心血管研究中心的Iván Ballesteros教授表示：“最令人驚訝的是，單個(gè)中性粒細(xì)胞的壽命只有幾個(gè)小時(shí)，但整個(gè)細(xì)胞群卻終生維持著穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這是一種從混沌中涌現(xiàn)出來的模式。理解這一邏輯將為引導(dǎo)免疫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)治愈開辟新途徑�！�

研究人員發(fā)現(xiàn)，TGFβ、IFNβ和GM-CSF可推動(dòng)中性粒細(xì)胞沿著不同軌跡發(fā)展。在結(jié)合染色質(zhì)可及性分析后，他們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子JUNB調(diào)控血管生成和免疫抑制狀態(tài)，并促進(jìn)組織血管再生。

耶魯大學(xué)科學(xué)家Andrés Hidalgo指出，以往的研究大多集中在特定疾病，比如癌癥或感染�！岸�本項(xiàng)研究整合了各種各樣的狀態(tài)，從妊娠和胎兒發(fā)育到感染、癌癥、心肌梗死和衰老�！彼�也是本文的通訊作者之一。

研究表明，NeuMap的結(jié)構(gòu)在不同性別、環(huán)境及遺傳背景下均保持保守性，并在人類中同樣適用�！斑@極大地促進(jìn)了向臨床研究的轉(zhuǎn)化，并加速了生物標(biāo)志物和新療法的開發(fā)，”西湖大學(xué)的Lai Guan Ng補(bǔ)充道。

此外，NeuMap還提供了一種實(shí)用工具，讓研究人員能確定疾病中存在哪些類型的中性粒細(xì)胞以及它們可能發(fā)揮哪種功能。

作者強(qiáng)調(diào)，NeuMap圖譜將免費(fèi)向全球科學(xué)界開放。