近日，西班牙国家心血管研究中心（Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares，CNIC）的研究人员在《Nature》期刊发表研究，发现了一种特殊的中性粒细胞亚群，它们不仅是免疫系统的关键成员，还能产生细胞外基质（extracellular matrix, ECM），从而增强皮肤屏障功能，抵御微生物入侵。研究结果基于小鼠实验，表明免疫系统不仅仅是针对病原体的防御机制，它还可以通过物理方式强化皮肤，在病原体入侵之前就提供额外的保护。
发现：中性粒细胞助力皮肤屏障功能
皮肤是机体最重要的物理屏障，不仅抵御外部机械损伤，也防止微生物侵入。一旦微生物突破这道防线，先天免疫系统（innate immune system）通常会通过毒性物质杀灭入侵者。
中性粒细胞是一种重要的免疫细胞，传统上以其杀菌能力著称。然而，本研究揭示了它们的另一项重要功能：在皮肤中生成和重塑细胞外基质。研究负责人Andrés Hidalgo博士解释道：“细胞外基质对于维持皮肤及其他组织的结构和功能至关重要，它不仅增强了皮肤的机械强度，还能防止微生物和毒素进入体内。”
研究发现，这种特殊的中性粒细胞常驻于皮肤，并产生**胶原蛋白（collagen）及其他基质蛋白，从而增强皮肤屏障。“在健康皮肤中，这些基质生成型中性粒细胞（matrix-producing neutrophils）**有助于维持细胞外基质的组成和结构，提高皮肤的机械强度，并增强屏障功能。”研究团队表示。
更重要的是，当皮肤受伤后，这些中性粒细胞迅速聚集，在伤口周围形成**“基质环”（matrix rings）**，有效阻挡外界分子和细菌入侵。
TGF-β信号通路调控皮肤中性粒细胞
研究还发现，TGF-β信号通路（TGF-β signaling pathway）在调节皮肤中性粒细胞的基质生成功能方面起着关键作用。当研究人员在小鼠体内基因敲除（genetic deletion）这一通路后，细胞外基质沉积减少，导致皮肤更脆弱、更易透过微生物和外界物质。研究团队在论文中指出：“当TGF-β受体在中性粒细胞中被抑制后，伤口周围的基质环无法形成，导致细菌更容易侵入。”
论文第一作者Tommaso Vicanolo博士补充道：“我们的研究表明，这些中性粒细胞不仅维持皮肤的完整性，还能在受伤时被激活，在伤口周围形成保护性结构，防止细菌和毒素进入。”
昼夜节律影响中性粒细胞活性
研究还揭示了一个意想不到的现象——这些中性粒细胞的活动遵循昼夜节律（circadian cycle），其细胞外基质的产生在夜间达到峰值，因此小鼠的皮肤在夜间比白天更具抵抗力。研究负责人Hidalgo博士表示：“这一发现为研究生物节律如何影响组织防御、再生和修复提供了新的方向。”
目前，Hidalgo博士已加入耶鲁大学医学院（Yale University School of Medicine），继续深入研究这一发现的潜在临床应用，特别是其在纤维化（fibrotic processes）和癌症（cancer）等疾病中的作用。他强调：“这些发现不仅拓展了我们对先天免疫系统的理解，还可能为皮肤病、炎症、糖尿病和衰老相关疾病带来新的治疗策略。”
代表性照片显示中性粒细胞（绿色）如何包围伤口并产生胶原环（红色），从而阻止病原体或毒素进入。[CNIC]
研究团队最后总结道：“这一研究标志着我们对免疫系统保护机体方式的认知发生了重要转变。”本研究由CNIC联合德国、美国、新加坡和中国的多个实验室共同完成，成果或将推动免疫学与组织修复研究的进一步发展。
参考文献：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08741-5
编辑：王洪
排版：李丽
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