Nature子刊：颠覆性发现，皮肤共生菌的神奇先天免疫作用，竟然还能促进伤口修复！

生物世界

皮肤是各种微生物群落的栖息地，近年来，人们已经开始认识到微生物群在支持基本皮肤功能中的重要性。在正常情况下，皮肤损伤会触发可控的炎症和组织修复反应，从而介导病原体的去除并刺激屏障完整性的恢复。

作为皮肤的「近邻」，其共生的细菌在这一过程中又会扮演一种怎样的角色呢？

近日，Nature Immunology 以封面文章的形式刊出瑞士洛桑大学 Michel Gilliet 团队题为：The commensal skin microbiota triggers type I IFN–dependent innate repair responses in injured skin 的研究成果。

该研究发现皮肤微生物群是伤口愈合过程的关键组成部分，在此过程中，细菌 DNA 与 CXCL10 形成复合物，以触发 I 型干扰素的反应，从而促进伤口的愈合。

分泌 CXCL10 的中性粒细胞募集 pDC 到受伤的皮肤中

在皮肤伤口中，浆细胞样树突状细胞（pDC）产生的 I 型干扰素（IFNs）在皮肤修复的早期触发中起着至关重要的作用，因此作者首先探究了 pDC 是如何被募集到受伤的皮肤中的。

由于 pDC 上表达趋化因子受体 CXCR3，对 CXCR3 所有配体的 mRNA 表达分析表明，CXCL10 的表达与 pDC 浸润到皮肤伤口的百分比相关。在敲除小鼠 Cxcl10 或 Cxcr3 基因后，pDC 向皮肤伤口的浸润显著减少，表明 CXCL10 是招募 pDC 到皮肤伤口的主要趋化因子。

那么 CXCL10 是由什么细胞分泌的呢？作者从受伤后 12 小时的皮肤中收集真皮单细胞悬液，并进行细胞内 CXCL10 染色，流式细胞分析显示 CXCL10 仅在中性粒细胞中表达。中性粒细胞耗竭显著抑制 CXCL10 表达，pDC 的皮肤浸润也显著减少。

CXCL10 因何而来？竟然和皮肤微生物群有关！

尽管小鼠皮肤浸润的中性粒细胞表达高水平的 CXCL10，但血液中性粒细胞并未表达。是什么因素触发中性粒细胞表达 CXCL10 的呢？

作者发现，在皮肤伤口中，中性粒细胞聚集在创面附近的革兰氏阳性细菌簇附近，那么是否可能是皮肤微生物群触发中性粒细胞表达 CXCL10 呢？为了确定这一点，作者发现与无特定病原体（SPF）小鼠的皮肤相比，无菌小鼠受伤的皮肤虽然可以募集中性粒细胞到受伤的皮肤中，却无法表达 CXCL10 并募集 pDC。

为了了解皮肤微生物群如何诱导中性粒细胞 CXCL10 的表达，作者在体外用表皮葡萄球菌刺激了纯化的血液中性粒细胞。表皮葡萄球菌强烈诱导了中性粒细胞中 CXCL10 表达，且完全依赖于 MyD88，提示 Toll 样受体（TLR）参与了对细菌感知。在 Tlr2^-/-中性粒细胞中，表皮葡萄球菌诱导 CXCL10 表达的作用被完全消除。

这些数据表明，重新定位到皮肤伤口中的皮肤微生物群可通过 TLR2 激活中性粒细胞，并触发募集 pDC 的 CXCL10 的表达。

CXCL10 是如何激活 pDC 的？

pDC 通过分泌 I 型干扰素来促进伤口修复，作者发现 CXCL10 可诱导 pDC 表达 I 型干扰素，而在 Tlr9^−/−小鼠中，该作用消失，表明 pDC 的激活依赖于 TLR9 对 DNA 的感知。

由于 CXCL10 具有阳离子抗菌肽的阳离子两亲特性，所以作者推测 CXCL10 是否可以像其他阳离子抗菌肽一样与 DNA 形成复合物呢？进一步的实验发现，CXCL10 可以通过与 DNA 之间的静电作用而相互结合。因此，CXCL10 将 pDC 招募到皮肤中，并通过独特的阳离子氨基酸簇与 DNA 形成复合物来激活 pDC。

激活 pDC 的 DNA 又是从何而来的呢？作者发现在皮肤微生物群不存在的情况下，I 型干扰素表达被完全消除。作者将纯化的 pDC 注射到 SPF 小鼠中，发现只有在共注射 CXCL10 时，才会诱导 I 型干扰素的分泌，表明皮肤微生物群直接激活 pDC 需要 CXCL10 的参与。进一步的实验发现 CXCL10 通过杀死皮肤微生物群，进而与细菌 DNA 形成复合物。