免疫细胞是迁移细胞必不可少的通讯纽带

华盛顿大学的科学家们发现，脊椎动物免疫系统中的一种常见细胞在其他细胞之间的交流中起着独特的作用。事实证明，这些被称为巨噬细胞的细胞可以在非免疫细胞之间传递信息。

他们的论文于2月16日在线发表在该杂志上科学，描述了色素细胞在一种鱼类中，巨噬细胞被用来传递皮肤色素模式的重要信息。这是第一个巨噬细胞在非免疫细胞之间长距离传递信息的报道实例。但由于巨噬细胞在所有脊椎动物中都很常见，研究人员认为他们的发现并不是水生生物的怪论。巨噬细胞可能是细胞间长距离信息的常见对话者。

资深作者、华盛顿大学生物学教授David Parichy说:“如果色素细胞已经知道如何利用巨噬细胞发出信号，那么其他细胞也应该知道。”“这可能发生在各种细胞和动物身上。”

Parichy和首席作者Dae Seok Eom是华盛顿大学的博士后研究员，他们在研究斑马鱼时发现了巨噬细胞的这种新作用。他们想了解斑马鱼是如何获得银黄色和黑色条纹的。每种颜色——黑、黄、银——都来自不同类型的色素细胞。当斑马鱼还是幼鱼时，这些色素细胞会迁移到正确的位置，从而产生条纹。

帕里奇说:“当它们迁移时，这三种色素细胞群之间的交流对于形成我们在成年斑马鱼身上看到的条纹至关重要。”

Eom和Parichy使用实验室遗传工具使斑马鱼色素细胞发出荧光色，使这些细胞更容易使用显微镜跟踪。在这个过程中，他们发现黄色原细胞——黄色素细胞的前体——在色素模式形成的高峰期产生了独特的、精细的投影。

Parichy说:“黄色原细胞将这些薄的投影以迂回的、几乎随机的方向发送出去。”“这些投影最终会遇到另一种色素细胞，黑色黑素细胞，然后停止。”

Eom发现这些投影——他们以数学家和天文学家乔治·艾里爵士命名为“airinemes”，他描述了观察小物体的光学极限，以及希腊信使女神艾里——含有微小的、膜结合的蛋白质包，为黑素细胞(黑色色素细胞)提供分子信号。研究人员表明，当来自黄原细胞的airineme遇到黑素细胞时，来自airineme的信号蛋白会导致黑色色素细胞迁移到条纹中。

但他们不明白airinemes是如何找到黑素细胞的，也不明白它们为什么会采取这样一种看似随机的路线，直到Eom进行了关键的观察。

“我看到一个巨噬细胞与airineme相互作用，然后是另一个，然后是另一个，”严说。“在一项实验中，我数出178个来自黄原细胞的airinemes，其中94%明显与巨噬细胞有关。”

巨噬细胞一直在移动。在鱼、人以及介于两者之间的所有生物体内，它们游走在身体的组织中，像变形虫一样“爬行”。一路上，它们对周围的环境进行取样，捡起并吃掉碎片。它们的战利品通常是无害的细胞碎屑。但如果它们摄入了一点病原体，或者接收到附近细胞受到入侵者攻击的信号，巨噬细胞就会向免疫系统的其他细胞发出警报。

有了这些知识，Eom测试了巨噬细胞是否真的促进了黄色和黑色色素细胞之间的对话。使用遗传工具，他创造了没有巨噬细胞的斑马鱼，发现黄色原细胞产生的airinemes要少得多。在这些条件下，黑素细胞不能正常迁移形成条纹。

在显微镜下，Eom捕捉了巨噬细胞随机遇到airineme时的行为的图像和电影。巨噬细胞似乎会“吞噬”airineme上的一个圆形球状蛋白质包，并将其拖动，将airineme拉长。

严教授说:“现在我们知道了为什么airinemes似乎采取了如此蜿蜒、随机的路线。”“它们被巨噬细胞拖着，而巨噬细胞本身也在随机移动。”

但当同一巨噬细胞遇到黑素素时，巨噬细胞似乎将airineme“移交”给黑素素素，然后走开，可能是通过airineme将信息传递给黑素素素。

Eom表明airineme膜含有一种脂质，它通常是巨噬细胞的“吃掉我”信号，这可能解释了为什么巨噬细胞附着并拖动这些投影。他和Parichy计划研究为什么巨噬细胞不能消化airineme，以及airineme是如何“传递”给黑素细胞的。

但考虑到巨噬细胞有徘徊和拾取物体的倾向，Parichy认为这不太可能是巨噬细胞被外部细胞吸收的唯一实例免疫系统．

Parichy说:“我们在这里看到的情况很可能发生在其他情况下，从组织发育和再生到癌症，巨噬细胞发挥着重要作用。”“我们可以很容易地看到巨噬细胞可能在各种情况下促进细胞之间的信号传递。”