巨噬细胞重分化的组蛋白二价修饰调控与机制

巨噬细胞可分化为炎症型（M1）和抗炎型（M2），而M1和M2又可重分化而分别呈现M2样或M1样特性。M1和M2细胞重分化与多种疾病发生发展紧密相关，但其内在机制不清。已知转录因子C/EBPδ和PPARγ分别对M1和M2分化起重要作用，并且分化细胞重要基因转录调控区组蛋白二价修饰（H3K4m3和H3K27m3修饰共存）对细胞可塑性起重要作用。我们研究发现，M1和M2细胞中C/EBPδ和PPARγ转录调控区存在组蛋白修饰。据此我们拟研究，M1和M2细胞中，C/EBPδ和PPARγ基因调控区组蛋白二价修饰状态；M1和M2细胞重分化时，C/EBPδ和PPARγ基因调控区组蛋白修饰重建、主要参与组蛋白修饰酶及信号通路；以及组蛋白修饰酶调控剂对M1和M2细胞重分化影响。期望阐明M1和M2巨噬细胞重分化的表观遗传机制和调控途径，揭示巨噬细胞适应不同炎症微环境的内在机制，结果可望为相关疾病提供新干预途径。

巨噬细胞是机体最重要免疫细胞之一，在机体防御等方面均发挥重要作用。巨噬细胞功能一个重要特点是多样性及可塑性，可在不同诱导条件下分化为不同功能表型，并在微环境条件改变下，改变获得的功能表型。本项目原计划从表观遗传机制方面对巨噬细胞功能可塑性进行研究，重点关注巨噬细胞不同功能表型关键调控转录因子的组蛋白二价修饰，鉴定导致组蛋白二价修饰发生改变的关键酶，以及组蛋白乙酰化酶抑制剂及其他分子对巨噬细胞功能表型的影响和对相关疾病的治疗作用。在前期研究中1、我们优化了骨髓来源巨噬细胞的培养方法，获得相关国家发明专利1项。2、在体外诱导分化获得了M1、M2、M1样（M2细胞诱导向M1分化）和M2样（M1细胞诱导向M2分化）巨噬细胞，并进行了基因表达谱测序，在表达谱水平发现了巨噬细胞功能的稳定性和记忆性、证实了巨噬细胞功能分化的可塑性。并且发现组蛋白乙酰化酶抑制剂可以改变巨噬细胞的功能分化，相关结果发表中文核心期刊论文1篇。原计划进一步进行CHIP-Seq实验，在基因组水平检测不同功能表型巨噬细胞的组蛋白修饰改变，但该领域进展很快，相关研究文章已经发表。因此向国家自然基金委申请后，我们后续研究重点关注巨噬细胞功能调控，及在相关疾病中的作用。3、后续研究中我们发现组蛋白乙酰化酶抑制剂VPA可调控巨噬细胞功能，促进EAE和皮肤损伤修复，结果发表于Neuroscience，另一篇文章在准备中。4、发现了姜黄素和EPO对巨噬细胞功能的调控作用，并且可以促进EAN疾病的康复，结果发表于BBA Molecular Basis of Disease, PLOS ONE, Journal of Neuroscience Research。5、以皮肤伤口愈合为模型，采用巨噬细胞特异Pparg基因敲除小鼠，发现了巨噬细胞PPARgarmma在促进巨噬细胞吞噬凋亡细胞和促进炎症消退中作用，结果发表于Cell Dearth and Diseases。6、发现了巨噬细胞EPO通路在促进凋亡细胞吞噬和维持机体免疫耐受中的重要作用，研究结果被Immunity杂志接受，将于2016年2月份发表。通过本项目资助，我们发现了巨噬细胞功能可塑性、稳定性和记忆性的特点，揭示了组蛋白乙酰化酶抑制剂、EPO、姜黄素等对巨噬细胞功能调控和相关疾病影响，为巨噬细胞功能调控和相关疾病治疗奠定了基础。