我只是一个平平无奇的免疫细胞……

我只是一个平平无奇的免疫细胞…… by 单细胞天地

中性粒细胞是什么

中性粒细胞又称嗜中性粒细胞，是哺乳动物体内含量最多的白细胞类型。

除了在固有免疫中发挥关键作用之外，中性粒细胞还可与适应性免疫类的细胞互作，从而发挥重要功能。

中性粒细胞与嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞共同组成一个多形核细胞家族，称为 PMNs。它们与大多数血细胞一样，起源于骨髓造血干细胞（HSC）。中性粒细胞的寿命非常短，循环半衰期为 6-8 小时，因此每天的生成量为 5 × 10^10-10 × 10^10 个细胞。中性粒细胞的平衡是通过粒细胞生成、骨髓储存和释放、血管内边缘化、清除和破坏之间的微妙平衡来维持的。

中性粒细胞的前世今生

中性粒细胞的生命周期是一个复杂的过程，涉及多个阶段，包括生成、成熟、释放、循环、迁移、功能执行以及最终的清除。中性粒细胞生命周期的分成以下几个阶段：

生成与成熟（Neutrophil Formation and Maturation）：

中性粒细胞起源于骨髓内的髓系祖细胞（CMPs），经历一系列分化步骤。
初始阶段的髓系前体细胞（myeloblasts）具有分化为单核细胞/巨噬细胞系和中性粒细胞系的潜能。
经过一系列分化阶段，包括早幼粒细胞（promyelocyte）和中幼粒细胞（myelocyte），这些细胞仍具有分裂能力。
随后，中性粒细胞前体进入所谓的“有丝分裂后池”（postmitotic pool），开始不分裂并逐渐成熟，经历包括晚幼粒细胞（metamyelocyte）和带状核中性粒细胞（band neutrophils）的阶段。

骨髓中的成熟中性粒细胞池（Mature Neutrophil Pool in Bone Marrow）：

成熟的中性粒细胞在骨髓中完成终末分化，然后被释放到外周血中。
小鼠模型显示，循环血液中约有 1-2%的成熟中性粒细胞。
有研究提出，在炎症应激期间，骨髓中的成熟中性粒细胞可以作为“快速动员池”被动员。

血液循环中的中性粒细胞（Neutrophil Kinetics in Peripheral Blood）：

中性粒细胞在人类血液中的半衰期（t½）通常被认为是7-9小时，小鼠9-18小时，兔则长达3-4天。
另有研究使用稳定同位素标记技术，提出人类中性粒细胞在循环中的寿命约为5天。

组织中的中性粒细胞（Neutrophil Fate and Function within Tissue Compartments）：

中性粒细胞在释放到血液循环后，会根据需要迁移到不同的组织中执行功能。
在组织中，中性粒细胞参与抗菌防御、免疫细胞成熟和干细胞生态位的调节。

中性粒细胞的清除（Neutrophil Clearance）：

中性粒细胞在完成其功能后，最终会被清除。清除主要发生在肝脏和脾脏，其中Kupffer细胞和脾脏的巨噬细胞负责吞噬凋亡的中性粒细胞。

中性粒细胞的异质性和功能多样性（Heterogeneity and Functional Diversity of Neutrophils）：

中性粒细胞群体内部存在异质性，不同的亚群可能具有不同的功能和寿命。

中性粒细胞的昼夜节律（Circadian Rhythms of Neutrophils）：

中性粒细胞的表型和功能表现出昼夜节律的变化，这可能影响它们的迁移能力和在组织中的功能。

中性粒细胞在骨髓中的发育、分化受不同趋化因子、细胞因子及转录因子的调控，其中主要由CXCR2/CXCR4决定中性粒细胞在骨髓中的去留。

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在早期分化阶段，如中性粒细胞前体（neutrophil promyelocyte）和中性粒细胞髓细胞（myelocyte），这些细胞保留了分裂的能力，属于有丝分裂中性粒细胞池（mitotic neutrophil pool）。

随着中性粒细胞在骨髓中的发育趋向成熟：

在髓细胞阶段之后，中性粒细胞前体失去了分裂的能力，进入所谓的“有丝分裂后池”（postmitotic pool）。这标志着真正的成熟程序的开始，细胞开始从晚幼粒细胞（metamyelocytes）成熟为带状核中性粒细胞（band neutrophils），最终成为成熟的中性粒细胞。
从髓细胞最后一次分裂到带状核中性粒细胞转变为成熟中性粒细胞，人类大约需要5-6天的时间，而在啮齿类动物中这一过程大约需要2-3天。
大多数关于中性粒细胞分化的研究认为，骨髓中的成熟中性粒细胞代表了有丝分裂后阶段的结束。这些细胞在被释放到外周血之前，在骨髓中经历了终末分化。
综上，中性粒细胞在骨髓中的发育过程中确实会经历从具有增殖能力到失去这种能力的转变，最终成熟并准备释放到外周血液循环中。

人与鼠：殊途同归

血常规通常是我们认识中性粒细胞的第一扇窗，但要注意：中性粒细胞在人与鼠的外周血中所占比例几乎是相反的~

不难发现，不同研究中性粒细胞亚群的marker还是存在一些差异，大家可以多做参考~

此外，在综合分析了11 个人类和小鼠中性粒细胞的转录组数据集以后，有研究发现：在炎症中，人类和小鼠中性粒细胞显示出大量转录多样性，但共享一个核心炎症程序。这项研究证实了人类和小鼠基本一致的转录组景观，支持利用小鼠中性粒细胞来阐明人类生物学。⬅这样看来，鼠鼠还是人类科技进步的好帮手，特别是在中性粒细胞方向上，鼠鼠值得信赖！

参考文献

The Neutrophil https://doi.org/10.1016/j.immuni.2021.06.006
Hidalgo A, Chilvers ER, Summers C, Koenderman L. The Neutrophil Life Cycle. Trends Immunol. 2019;40(7):584-597. doi:10.1016/j.it.2019.04.013
Coffelt SB, Wellenstein MD, de Visser KE. Neutrophils in cancer: neutral no more. Nat Rev Cancer. 2016;16(7):431-446. doi:10.1038/nrc.2016.52
Hedrick CC, Malanchi I. Neutrophils in cancer: heterogeneous and multifaceted. Nat Rev Immunol. 2022;22(3):173-187. doi:10.1038/s41577-021-00571-6
Ng, L.G., Ostuni, R. & Hidalgo, A. Heterogeneity of neutrophils. Nat Rev Immunol 19, 255–265 (2019). https://doi.org/10.1038/s41577-019-0141-8
Jaillon S, Ponzetta A, Di Mitri D, Santoni A, Bonecchi R, Mantovani A. Neutrophil diversity and plasticity in tumour progression and therapy. Nat Rev Cancer. 2020;20(9):485-503. doi:10.1038/s41568-020-0281-y.
Hong CW. Current Understanding in Neutrophil Differentiation and Heterogeneity. Immune Netw. 2017;17(5):298-306.
Hackert NS, Radtke FA, Exner T, et al. Human and mouse neutrophils share core transcriptional programs in both homeostatic and inflamed contexts. Nat Commun. 2023;14(1):8133. doi:10.1038/s41467-023-43573-9