红细胞抑制经典途径M1巨噬细胞分化的信号通路研究

Macrophages were important immune effector cells, which would be polarized into M1, M2 or M2-like subclasses, when responded to environmental cues. Different macrophage subsets secreted different cytokines and chemokines, which played important role roles in inflammatory disorders and some diseases. We have found that mouse erythrocytes could inhibit LPS or IFN-γ-induced M1 macrophage polarization, and suppressed the production of proinflammatory cytokines in vitro. Some literatures showed that when LPS-induced acute lung injury mouse model was transfused with fresh mouse erythrocytes, the amounts of proinflammatory cytokines in bronchoalveolar lavage were down-regulated. The phenomenon suggested that mouse erythrocytes might have the ability to inhibit LPS-induced M1 macrophage polarization in vivo. We plan to analyze the signal pathway involved in the macrophage polarization regulated by erythrocytes in vitro and in vivo, and identify the RBC membrane proteins, which control the regulation, in order to reveal whether erythrocytes could play as a collaborative immune cell to control M1 macrophages differentiation, and be used in ‘cell therapy’. Our project also wants to give meaningful information to enhance the safety of transfusion, and reduce the incidence of TRALI.

巨噬细胞是一种重要的免疫效应细胞，在应激外界刺激时，会被极化成三种亚类，分别是M1，M2，M2-like巨噬细胞。不同亚类的巨噬细胞分泌不同的细胞因子和趋化因子，影响炎症反应及某些疾病。我们的体外细胞试验发现，小鼠红细胞能抑制由IFN-γ或LPS诱导的M1巨噬细胞亚类分化，下调促炎性因子的表达量。文献显示，在LPS诱导的小鼠急性肺损伤模型中，输注新鲜红细胞后，支气管肺泡灌洗液中检出的促炎性因子数量下调。这提示，小鼠红细胞在体内是否也具有抑制LPS激活的M1巨噬细胞亚类分化的能力。为此，我们计划在在体内、体外，分析红细胞调控巨噬细胞亚类分化所涉及的信号通路，同时定位发挥调控作用的红细胞膜蛋白。验证红细胞是否具有协同免疫功能，是否可以用于“细胞疗法”，为提高输血安全，降低输血相关急性肺损伤的发生率，提供有意义的参考信息。

项目背景：巨噬细胞是一种重要的免疫效应细胞，在对外界刺激进行应答时，会被极化成M1，M2，及M2-like三种亚类，发挥多种不同功能。M1巨噬细胞可由细菌、γ干扰素（IFN-γ）、脂多糖（LPS）刺激、分化而成，具有很强的抗原递呈能力。巨噬细胞通过膜表面的信号调节蛋白α（SIRPα）、免疫球蛋白 Fc段受体（FcγR）等分子接受外界刺激，诱导巨噬细胞的亚类分化。同时，SIRPα和FcγR在巨噬细胞非调理性及调理性清除老化红细胞的过程中发挥重要作用。这些现象提示，红细胞可能具有调控巨噬细胞亚类分化的功能。.研究内容：使用Griess实验、免疫印迹实验、QRT-PCR、染色质免疫沉淀试验、CBA炎症因子检测试剂盒，在是否存在IFN-γ及LPS的情况下，检测人红细胞对人源性类巨噬细胞THP-1细胞，及小鼠红细胞对鼠源性巨噬细胞RAW264.7细胞的调控作用。C57BL/6小鼠尾静脉注射LPS及小鼠红细胞后，CBA试剂盒检测血清中促炎因子表达情况；QRT-PCR检测小鼠脾脏巨噬细胞促炎因子mRNA表达水平。此外，检测了THP-1细胞清除老化红细胞时，NLRP3炎性小体的活化情况。.结果：小鼠体内实验，THP-1及RAW264.7体外细胞实验显示，未经处理的红细胞，本身不能诱导巨噬细胞产生促炎因子，但是能有效抑制IFNγ及LPS刺激的红细胞分泌促炎因子。老化红细胞可通过活化NLRP3炎性小体通路，诱导巨噬细胞分泌促炎因子，该过程可被NLRP3炎性小体抑制剂下调。巨噬细胞对老化红细胞的清除率越高，NLRP3炎性小体活化程度越高，释放的促炎因子也更多。同时，当NLRP3活化被抑制剂下调时，巨噬细胞对老化红细胞的清除率下降。.结论：由于促炎因子是M1亚类巨噬细胞的重要指标，因此未经处理的新鲜红细胞本身不具备诱导巨噬细胞向M1亚类分化的能力，但具有抑制由IFN-γ及LPS刺激的，M1亚类分化的经典途径的能力。老化红细胞可活化NLRP3炎性小体途径，刺激巨噬细胞分泌促炎因子，这也可以在一定程度上解释输注老化红细胞后所产生的边缘效应。