當一種病毒攻擊我們的身體時，炎症出現在受影響的區域，從而觸發我們體內的免疫防禦過程。白細胞（如中性粒細胞和炎性單核細胞）快速地遷移到發炎區域。在此之前，人們已證實中性粒細胞是首先到達並發揮防禦作用的，但是如今，在一項新的研究中，研究人員發現它們的現場招募依賴於一組巡邏的單核細胞（也被稱作常駐單核細胞），也依賴於血小板和血管內皮產生的蛋白CCN1。如果沒有蛋白CCN1，這些防禦者就不能夠被招募來抵抗病毒。相關研究結果於2016年8月1日在線發表在PNAS期刊上，論文標題為“CCN1/CYR61-mediated meticulous patrolling by Ly6Clow monocytes fuels vascular inflammation”。
當遭受感染時，白細胞離開血液遷移進發炎區域周圍的組織中。中性粒細胞是在幾小時內首先被招募到受影響區域，隨後是稍晚時候作為備份的炎性單核細胞被招募。因此，中性粒細胞在因這種感染而讓血管內皮遭遇壓力的地方出現。它們粘附到它的壁上，然後遷移到血管外麵，到達受損的組織中，抵抗感染。
在靜息時，血管內皮受到負責巡邏血管最小部分的常駐單核細胞的不間斷掃描以便核查一切是否進展正常。在此之前，人們從沒有突出強調了炎症開始發生時單核細胞巡邏血管的能力。
鑒定一種新的蛋白
在這項新的研究中，來自瑞士日內瓦大學醫學院病理學與免疫學係的研究人員想知道常駐單核細胞在炎症開始發生中所起的作用---它們參與招募中性粒細胞和炎性單核細胞嗎？有分子參與它們的巡邏任務嗎？論文通信作者Yalin Emre解釋道，“利用一種允許實時地追蹤血液中細胞活動的活體鏡檢法，我們觀察到在靜息時，血管內皮產生包被著血管內側的CCN1。如果我們阻斷這種蛋白的活性，那麼這些常駐單核細胞執行的所有巡邏工作受到破壞。確實，它們隨後沿著血管壁更加慢地移動，不能夠核查對所有需要核查的區域。我們因此發現CCN1提供一種分子支持，允許常駐單核細胞高效地移動。”
研究人員注意到蛋白CCN1在靜息時的重要性。但是當有機體遭受病毒攻擊時，它也發揮作用嗎？通過利用一種模擬病毒感染的試劑在小鼠體內產生血管炎症，他們注意到結合到血管內皮上的CCN1數量在20分鍾內增加了4倍，巡邏的單核細胞數量在30分鍾到60分鍾內增加了3倍，然而在病毒開始發起攻擊120分鍾後，中性粒細胞才到達發炎區域。Yalin Emre補充道，“通過在炎症期間阻斷CCN1活性，我們注意到對巡邏的單核細胞和中性粒細胞的招募停止了，這就證實在炎症早期階段，這種蛋白發揮著重要作用。”這是研究人員首先發現單核細胞，在這項研究中指的是巡邏的單核細胞，先於中性粒細胞發揮作用。但是與中性粒細胞不同的是，它們聚集在血管的內側上，並不會遷移到周圍的組織中。相反，這些單核細胞一絲不苟地沿著血管內皮巡邏，產生負責吸引和招募中性粒細胞的分子。
防禦作用的起源：血小板
仍然有必要解釋在遭受損傷後，CCN1數量如何如此快速地增加4倍。研究人員解釋道，“多虧這種活體鏡檢法，我們觀察到在靜息時，巡邏的單核細胞通常並不與血小板接觸。因此，血小板在血液中自由地遊動。但是一旦炎症發生，血小板直接與巡邏的單核細胞相互作用，釋放結合到血管內皮上的CCN1蛋白，這就解釋了這麼高的增加。”
CCN1數量的增加是招募常駐單核細胞和它們的巡邏活動所必需的。在病毒攻擊時，如果血液中沒有血小板，CCN1水平將不會上升，因此會破壞對巡邏的單核細胞的招募，而這就不能夠召喚中性粒細胞或炎性單核細胞。因此，正如Yalin Emre所作出的結論，“我們發現我們的免疫防禦招募級聯途徑中的首個組分。若沒有血小板，我就不能夠設置任何防禦手段，至少在炎症的初始階段是這樣的。”
因此，CCN1在指導巡邏的單核細胞和在病毒攻擊時立即觸發免疫反應中發揮著至關重要的作用。這就為開發新的抗病毒療法打開大門。而在此之前，人們主要關注在被病毒感染的組織中檢測到的試圖抵抗病毒的淋巴細胞、自然殺傷細胞、中性粒細胞和巨噬細胞。如今，科學家們也將能夠依據巡邏的單核細胞、CCN1和血小板發揮的作用開發新的抗病毒療法。
CCN1/CYR61-mediated meticulous patrolling by Ly6Clow monocytes fuels vascular inflammation
Beat A. Imhof, Stephane Jemelina, Romain Balleta, Christian Vesinb, Marco Schapiraa, Melis Karacab, and Yalin Emre
doi:10.1073/pnas.1607710113
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Inflammation is characterized by the recruitment of leukocytes from the bloodstream. The rapid arrival of neutrophils is followed by a wave of inflammatory lymphocyte antigen 6 complex (Ly6C)-positive monocytes. In contrast Ly6Clow monocytes survey the endothelium in the steady state, but their role in inflammation is still unclear. Here, using confocal intravital microscopy, we show that upon Toll-like receptor 7/8 (TLR7/8)-mediated inflammation of mesenteric veins, platelet activation drives the rapid mobilization of Ly6Clow monocytes to the luminal side of the endothelium. After repeatedly interacting with platelets, Ly6Clow monocytes commit to a meticulous patrolling of the endothelial wall and orchestrate the subsequent arrival and extravasation of neutrophils through the production of proinflammatory cytokines and chemokines. At a molecular level, we show that cysteine-rich protein 61 (CYR61)/CYR61 connective tissue growth factor nephroblastoma overexpressed 1 (CCN1) protein is released by activated platelets and enables the recruitment of Ly6Clow monocytes upon vascular inflammation. In addition endothelium-bound CCN1 sustains the adequate patrolling of Ly6Clow monocytes both in the steady state and under inflammatory conditions. Blocking CCN1 or platelets with specific antibodies impaired the early arrival of Ly6Clow monocytes and abolished the recruitment of neutrophils. These results refine the leukocyte recruitment cascade model by introducing endothelium-bound CCN1 as an inflammation mediator and by demonstrating a role for platelets and patrolling Ly6Clow monocytes in acute vascular inflammation.
