基于连接蛋白介导的缝隙连接通道和半通道在巨噬细胞极化中的作用及机制研究

Studies have reported that connexin is widely expressed in the immune cells, and LPS or IL-4, M1/M2 macrophage polarization irritants, can increase the expression of Cx43. In our previous research, gap junction channel blocker could inhibit the expression of CD86. All these results suggest that gap junction channel and hemichannel composed by connexin may participate in the process of M1/M2 macrophage polarization, but its specific function and mechanism are not very clear. Therefore, This project will focus on (1) to observe the changes of Cx43 expression and function after the application of M1/M2 (M2a, M2b, M2c and M2d) macrophage polarization irritants; (2) to detect the expression of M1/M2 macrophage markers and related signaling pathways after over-expression or silence of Cx43; (3) to treat the animal model of sepsis by specific gap junction channel and hemichannel blockers, and analyze its effects on the lethality and target organ damage respectively. All these studies will illuminate the role and mechanism of connexin in the process of M1/M2 macrophage polarization, and connexin may be a new therapeutic target for related diseases.

连接蛋白（connexin，Cx）广泛表达在免疫细胞上。前期研究和课题组预实验结果发现M1/M2型巨噬细胞极化刺激物LPS和IL-4都可以上调Cx43的表达，且应用缝隙连接通道阻断剂干预后可下调M1型巨噬细胞标志物CD86的表达，提示由连接蛋白构成的缝隙连接通道和半通道可能参与了M1/M2型巨噬细胞极化过程，但其具体作用和作用机制尚不十分清楚。因此，本课题拟（1）应用M1/M2（M2a、M2b、M2c和M2d）型巨噬细胞极化刺激复合物干预后，观察Cx43表达和功能的变化；（2）过表达或沉默Cx43，检测M1/M2型巨噬细胞标志物和相关信号通路关键位点的表达变化；（3）应用由连接蛋白构成的缝隙连接通道和半通道阻断剂干预脓毒血症动物模型，分析其对致死率和靶器官损伤的影响。通过以上研究，明确连接蛋白在M1/M2型巨噬细胞极化过程的作用及作用机制，也为相关疾病寻找新的治疗靶点提供一定的理论依据。

缝隙连接通道几乎表达在机体所有的细胞上，不仅维持机体的正常生理功能，还参与了心脑血管疾病、肿瘤、代谢性疾病等多种疾病的病理生理过程。前期研究发现巨噬细胞极化过程中伴随着连接蛋白的异常改变，提示由连接蛋白构成的缝隙连接通道和/或半通道可能参与了巨噬细胞极化过程，但其具体作用和作用机制尚不十分清楚。我们的研究发现：（1）LPS上调巨噬细胞中Cx43的表达，并且给予Cx43特异性阻断剂Gap26及半通道阻断剂Gap19预处理后能够下调巨噬细胞M1型极化标志物CD86和iNOS的蛋白表达；（2）AngⅡ上调巨噬细胞上的Cx43蛋白表达，并诱导巨噬细胞向M1型极化，给予Gap26/Gap19预处理后，可逆转M1型极化指标；我们进一步发现，AngⅡ可通过上调Cx43活化NF-κB（P65）信号通路诱导巨噬细胞M1型极化；（3）金合欢素可减轻LPS诱导的M1型巨噬细胞极化，并下调Cx43蛋白表达，给予Cx43阻断剂Gap27后，M1极化指标iNOS、CD86以及通路蛋白NF-κB（P65）的磷酸化水平都明显降低，提示金合欢素可以通过Cx43和NF-κB（P65）进而抑制M1型极化，发挥抗炎作用。上述研究结果证实由Cx43构成的缝隙连接通道和半通道参与了M1型巨噬细胞极化过程，其机制可能与炎症相关通路NF-κB有关。