巨噬細(xì)胞在先天免疫中起著至關(guān)重要的作用節點,并參與多種免疫功能,包括宿主防御和傷口愈合保供。此外重要作用,這些細(xì)胞參與許多慢性炎癥性疾病的進(jìn)展技術特點。為了發(fā)揮其功能上不同的作用持續創新,巨噬細(xì)胞能夠向一系列表型兩極分化堅持好,其中包括經(jīng)典(促炎取得明顯成效,M1)和替代(抗炎取得顯著成效,促愈合新模式,M2)激活狀態(tài)實現,以及這些廣泛分類的調(diào)節(jié)表型和亞型。在存在炎癥刺激和危險信號的情況下組織了,巨噬細(xì)胞向M1狀態(tài)極化并釋放反應(yīng)性物質(zhì)和炎性細(xì)胞因子以對抗病原體服務體系。相反,傷口愈合環(huán)境促進(jìn)向M2表型的極化搶抓機遇,并導(dǎo)致促進(jìn)組織修復(fù)的細(xì)胞過程分析。
活化的巨噬細(xì)胞來源于循環(huán)單核細(xì)胞或常駐組織巨噬細(xì)胞,并通過細(xì)胞外空間遷移以響應(yīng)趨化劑到達(dá)靶傷口或感染部位全面闡釋。雖然人們認(rèn)為細(xì)胞因子和趨化因子是巨噬細(xì)胞行為的主要調(diào)節(jié)因子非常激烈,但最近的一些研究表明,細(xì)胞外環(huán)境中的組織結(jié)構(gòu)和物理線索也有助于其功能引人註目。在組織愈合的背景下領域,臨時ECM的沉積和膠原蛋白重塑確實可能影響巨噬細(xì)胞極化。為了支持這一點好宣講,體內(nèi)不同的巨噬細(xì)胞亞群已被證明存在于特定的組織結(jié)構(gòu)中註入新的動力。例如,在動脈粥樣硬化期間,盡管存在M1和M2表型雙重提升,但M2細(xì)胞在富含膠原蛋白的纖維帽和斑塊周圍的外膜中占主導(dǎo)地位,并表現(xiàn)出細(xì)長的形態(tài)事關全面。此外表現明顯更佳,最近使用活體成像顯示,巨噬細(xì)胞沿著腫瘤內(nèi)的膠原纖維排列和遷移技術節能。
細(xì)胞形狀變化與細(xì)胞的不同功能狀態(tài)有關(guān)指導,包括增殖和凋亡,干細(xì)胞分化和肌肉細(xì)胞收縮力聯動。人們認(rèn)為增持能力,ECM共同努力、細(xì)胞表面粘附蛋白和細(xì)胞骨架之間的相互作用行業內卷,以及隨后細(xì)胞內(nèi)收縮力的變化,在介導(dǎo)形狀誘導(dǎo)效應(yīng)方面很重要逐漸完善。盡管已知這些分子結(jié)構(gòu)是許多細(xì)胞類型中機械轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵介質(zhì)的過程中,但它們在檢測巨噬細(xì)胞微環(huán)境中的物理信號和調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化狀態(tài)中的作用尚不清楚。
巨噬細(xì)胞的表型極化受局部組織微環(huán)境中的一系列環(huán)境信號調(diào)節(jié)廣泛關註。雖然人們對可溶性因子如何影響巨噬細(xì)胞極化體外研究甚多促進進步,但對細(xì)胞外環(huán)境中存在的物理信號如何調(diào)節(jié)促炎(M1)與促愈合(M2)激活知之甚少。具體來說優勢領先,細(xì)胞形狀的作用尚未被探索迎來新的篇章,盡管已經(jīng)觀察到巨噬細(xì)胞在體內(nèi)有不同的幾何形狀共創美好。同行觀察到,體外向不同表型極化的巨噬細(xì)胞在細(xì)胞形狀上表現(xiàn)出顯著的變化:與M1細(xì)胞相比薄弱點,M2細(xì)胞表現(xiàn)出細(xì)長的形狀覆蓋範圍。使用micropatterning approach直接控制巨噬細(xì)胞形狀,我們發(fā)現(xiàn):沒有外源性細(xì)胞因子的情況下積極性,拉伸會導(dǎo)致M2表型標(biāo)記的表達(dá)并減少炎性細(xì)胞因子的分泌奮勇向前。此外,伸長增強了M2誘導(dǎo)細(xì)胞因子IL-4和IL-13的作用實施體系,并保護(hù)細(xì)胞免受M1誘導(dǎo)刺激LPS和IFN-γ的刺激組建。此外,當(dāng)肌動蛋白和肌動蛋白/肌球蛋白收縮力被藥物抑制時效果較好,形狀而非細(xì)胞因子誘導(dǎo)的極化被消除重要的意義,這表明細(xì)胞骨架在通過細(xì)胞幾何形狀控制巨噬細(xì)胞極化中發(fā)揮作用。我們的研究表明等多個領域,與ECM結(jié)構(gòu)變化相關(guān)的細(xì)胞形狀改變可能為調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞表型極化提供整體信號占。
(A)未經(jīng)處理的BMDM的相差圖像(左)或用LPS / IFN-γ(中心)或IL-4 / IL-13(右)處理。比例尺:50 μm提供了有力支撐。(B)長率或長軸長度除以短軸長度的量化激發創作,用于對照,LPS / IFN-γ處理和IL-4 / IL-13處理的細(xì)胞進一步意見。(C)定量對照增幅最大,LPS / IFN-γ處理的細(xì)胞和IL-4 / IL-13處理的細(xì)胞。(D)免疫染色的iNOS(綠色)和精氨酸酶-1(紅色)以及對照生產能力,LPS / IFN-γ處理的細(xì)胞和IL-4 / IL-13處理的細(xì)胞的細(xì)胞的熒光圖像標準。比例尺:50 μm。(E)對照組iNOS堅持好,精氨酸酶-1和α-微管蛋白即將展開,LPS / IFN-γ處理和IL-4 / IL-13處理的細(xì)胞的代表性蛋白質(zhì)印跡。(F) 精氨酸酶-1 和 α-微管蛋白的代表性蛋白質(zhì)印跡響應(yīng)不同劑量的 IL-4/IL-13 和三個獨立實驗的平均值定量習慣。(G)用不同IL-4 / IL-13劑量處理的巨噬細(xì)胞的細(xì)胞伸長率的定量充足。
骨髓來源的巨噬細(xì)胞(BMDMs)培養(yǎng),用細(xì)胞因子刺激以誘導(dǎo)M1或M2極化顯示出顯著不同的細(xì)胞形態(tài)的積極性,正如他人報道的那樣綠色化發展。添加刺激M1極化的LPS和IFN-γ,導(dǎo)致細(xì)胞在刺激后24小時內(nèi)扁平成圓形不久前,煎餅狀形狀用上了。相反,刺激M2極化的IL-4和IL-13的添加導(dǎo)致細(xì)胞伸長(圖1A)能力建設。細(xì)胞伸長程度的量化關註,我們將其定義為最長軸的長度除以穿過細(xì)胞核的短軸長度研究進展,表明與M1細(xì)胞或未刺激的M0細(xì)胞相比,M2細(xì)胞表現(xiàn)出顯著更高的伸長率(圖1C)連日來。然而互動互補,在所有三個巨噬細(xì)胞群中,擴散細(xì)胞面積保持不變(圖1B)意向。為了確認(rèn)巨噬細(xì)胞極化狀態(tài)意料之外,我們進(jìn)行了免疫熒光染色和蛋白質(zhì)印跡,以評估誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(iNOS)和精氨酸酶-1的表達(dá)形式,它們分別是促炎和促愈合表型的既定標(biāo)志物置之不顧。我們發(fā)現(xiàn),用LPS / IFN-γ刺激的巨噬細(xì)胞表達(dá)高水平的iNOS數字化,但不能表達(dá)精氨酸酶-1方便,而用IL-4 / IL-13刺激的細(xì)胞表達(dá)高水平的精氨酸酶-1,但不能表達(dá)iNOS(圖1D和E)各領域。精氨酸酶-1的表達(dá)取決于IL-4/IL-13的劑量應用領域,細(xì)胞伸長的程度與精氨酸酶-1表達(dá)水平相關(guān)(圖1F和G)∵M行培訓?傊l展機遇,這些數(shù)據(jù)表明細(xì)胞形狀與巨噬細(xì)胞極化狀態(tài)相關(guān),并且M2極化與細(xì)胞伸長程度的增加相關(guān)法治力量。
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