电磁脉冲调控中性粒细胞迁移的作用及分子机制研究

电磁脉冲（Electromagnetic Pulse, EMP）对免疫系统和免疫细胞的生物学效应和机制仍未阐明。我们前期研究发现，EMP辐照可显著抑制小鼠中性粒细胞从骨髓向外周血的迁移及其对趋化因子的定向趋化能力。本项目拟借助transwell小室和小鼠腹腔炎趋化模型进行体外和体内趋化实验，明确EMP对小鼠外周血和骨髓中性粒细胞迁移能力的调控作用；进而从信号转导和细胞极化两方面研究其分子机制：利用流式细胞仪、磷酸化特异性抗体和GST pull down实验检测EMP对小鼠中性粒细胞趋化因子受体表达以及PI3K/AKT、ERK和Rho GTPase活化的影响；借助免疫荧光染色和激光共聚焦显微镜，探讨EMP对小鼠中性粒细胞极化状态的调控作用。本研究将为深入理解EMP对中性粒细胞功能的影响提供实验依据，为研究EMP对其他免疫细胞的效应提供新思路，为制定EMP防护标准提供理论基础。

我们前期研究发现电磁脉冲辐照可显著抑制小鼠中性粒细胞从骨髓向外周血的迁移及其对趋化因子的定向趋化能力。本课题旨在探讨电磁脉冲调控中性粒细胞迁移的作用及分子机制研究。取得的研究结果有：1.EMP辐照可迅速抑制小鼠中性粒细胞对归巢趋化因子IL-8和炎症趋化因子Fmlp的定向趋化和迁移能力，抑制效应随时间延长逐渐增强并于辐照后48小时达到最大。2. 不同场强的EMP均可显著抑制小鼠中性粒细胞对fMLP和IL-8的定向趋化能力，其中以场强为50kV/m时效应最强；EMP对小鼠中性粒细胞定向趋化能力的抑制效应随着场强的增大先增强而后减弱，符合生物体对外界刺激的反应规律。3. 采用小鼠腹膜炎模型进行了体内趋化试验研究，再次证实EMP可以显著抑制中性粒细胞对趋化因子fMLP和IL-8的定向趋化和迁移能力。4. EMP辐照对中性粒细胞的吞噬能力、氧爆发能力、粘附能力均没有影响。5. 流式细胞仪检测结果表明，单纯用fMLP和IL-8处理细胞并不能改变细胞的相应受体水平，但EMP辐照显著增加了fMLP和IL-8R在细胞膜表面的表达。6. EMP辐照并不能影响细胞内的F-actin水平7. 趋化因子受体后的各种激酶分子和信号转导分子在EMP辐照后均表现出活化增强的现象。这些趋化因子受体相关信号分子包括有PI3K、AKT、PAK1、Rac1等。这些结果为理解EMP调控中性粒细胞趋化的作用提供了有益的线索。