Immunity | 浙江大学沈啸/史鹏发现肾巨噬细胞监测并清除尿液中的颗粒以防止小管阻塞

当肾小球滤液流经肾小管系统时，会产生各种显微沉淀物颗粒，包括矿物晶体。清除这些颗粒对于确保滤液的自由流动至关重要，而不能清除它们将导致肾结石的形成和梗阻。然而，清除的潜在机制尚不清楚。

2023年12月29日，浙江大学沈啸及史鹏共同通讯在Immunity 在线发表题为“Renal macrophages monitor and remove particles from urine to prevent tubule obstruction”的研究论文，该研究发现肾巨噬细胞能够监测并清除尿液中的颗粒以防止小管阻塞。

该研究使用高分辨率显微镜，发现肾髓质的小管旁巨噬细胞组成性地形成了经上皮突起和“取样”的尿液内容物。它们有效地隔离和吞噬腔内沉积物颗粒，偶尔迁移到小管腔，以护送尿颗粒的排泄。肾巨噬细胞数量减少的小鼠容易形成各种小管内沉积物，包括肾结石。从机制上讲，髓质巨噬细胞的跨上皮行为需要整合素β1介导的小管上皮连接。这些结果表明，髓质巨噬细胞采集尿液内容并清除小管内颗粒以保持小管系统通畅。

肾小管系统显示出从小体延伸而来的分层组织结构，小体是分布在皮质中的初始过滤成分。不同的小管段将尿液排出至髓质的收集管，最终进入肾盂肾小管由位于基底膜上的单层上皮细胞组成。当尿液通过肾小管的不同区段时，小管上皮细胞进行动态的重吸收和排泄尿液通常含有来自不同来源的大量聚集颗粒。例如，小颗粒滤液中99%的水被重吸收，导致肾远端部分溶质过饱和尿过饱和水平与肾结石相关，健康受试者的新鲜尿液样本中高达1/4显示明显的结晶性尿。其次，凋亡的小管上皮细胞通常会进入尿液。此外，酸度的增加和异常离子或其他成分的存在会加速沉积物的形成。这些小颗粒聚集形成更大的团簇，远端肾元，包括集合管，是铸型形成的主要部位尽管肾脏内每天会形成数以百万计的微小颗粒，但大多数会随尿液安全地排出体外。然而，许多条件，包括饮食，将极大地影响晶体和铸造负荷。尽管肾结石的病因已被广泛研究，除了尿液冲洗外，是否存在固有的“移位”机制，用于去除沉积颗粒尚不清楚。

巨噬细胞是屏障组织中最常见的免疫细胞。巨噬细胞适应微观解剖结构，这一基本特征与形成外部和内部环境界面的屏障上皮特别相关，巨噬细胞在其中发挥的作用不仅仅是免疫监视。上皮屏障和巨噬细胞如何相互作用取决于特定组织的功能及其常规承受的特定应激。肾脏中充满了单核吞噬细胞，其中一些已被证明靠近皮层血管，它们采集血液并清除免疫复合物。然而，稳态下的常驻吞噬细胞与小管上皮之间的关系尚未明确。一般认为，小管上皮形成一层封闭屏障，将肾脏与来自尿液的干扰物隔离开来，并且吞噬细胞分布在上皮下。

机理模式图（图源自Immunity ）

该研究发现肾髓质巨噬细胞组成性地通过小管上皮单层延伸跨细胞突起，由此巨噬细胞取样并监测尿液内容物。更重要的是，巨噬细胞的这些先天行为对于通过促进尿液中颗粒的清除来保持小管畅通至关重要。综上，研究表明，肾巨噬细胞在监测尿液内容物和促进尿液沉积颗粒的清除方面发挥着重要作用，这一独特特征的潜在利用可能有利于开发肾结石和肾脏特异性药物输送的治疗方法。

原文链接：

https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(23)00534-4

转自：“iNature”微信公众号

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