2021年8月16日,清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院吳勵(lì)課題組在《The Journal of Immunology》雜志在線發(fā)表題為“Development of an Optimized Culture System for Generating Mouse Alveolar Macrophage–like Cells”的研究論文。該研究首次利用細(xì)胞因子GM-CSF和TGF-β以及PPAR-γ激動(dòng)劑rosiglitazone在體外構(gòu)建肺泡巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞(AM-like cells)的培養(yǎng)體系,為研究肺泡巨噬細(xì)胞發(fā)育和功能提供了重要工具。

肺泡巨噬細(xì)胞是肺部主要的固有免疫細(xì)胞,是肺部抵御病原微生物的重要屏障。肺泡巨噬細(xì)胞對(duì)維持肺部穩(wěn)態(tài)平衡具有重要作用,機(jī)體缺失肺泡巨噬細(xì)胞,將導(dǎo)致肺泡蛋白沉積癥,同時(shí)增加肺部感染和炎癥的風(fēng)險(xiǎn)。目前已知對(duì)肺泡巨噬細(xì)胞發(fā)育具有關(guān)鍵作用的信號(hào)通路有GM-CSF、TGF-β以及PPAR-γ信號(hào)通路,上述信號(hào)通路的缺失均會(huì)導(dǎo)致機(jī)體肺泡巨噬細(xì)胞缺陷,進(jìn)而引起肺泡蛋白沉積癥。因此深入研究肺泡巨噬細(xì)胞的功能和發(fā)育,尋找新的調(diào)控分子,具有重要科學(xué)意義。但由于肺泡巨噬細(xì)胞具有組織特異性,在體外培養(yǎng)如何維持其特性是一大難題,且原代肺泡巨噬細(xì)胞數(shù)目稀少無(wú)法大量獲取,急需研發(fā)新的培養(yǎng)體系來(lái)控增或體外誘導(dǎo)肺泡巨噬細(xì)胞的發(fā)育。

為此,研究人員首先利用細(xì)胞因子GM-CSF、TGF-β以及PPAR-γ激動(dòng)劑rosiglitazone(GTR)聯(lián)合刺激小鼠骨髓細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)GTR可誘導(dǎo)出表達(dá)經(jīng)典肺泡巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志物(CD11c和Siglec-F)的肺泡巨噬細(xì)胞樣(AM-like)細(xì)胞,且AM-like細(xì)胞表達(dá)多種肺泡巨噬細(xì)胞特異基因,如Car4、Plet1、Ear1、Cidec和Krt19等。與肺泡灌洗出的原代肺泡巨噬細(xì)胞(BALF-AM)相似,AM-like細(xì)胞高表達(dá)自我更新基因(Klf4和Myc)以及替代性活化巨噬細(xì)胞標(biāo)志基因(Ym1,Mrc1和Marco)。同時(shí)AM-like細(xì)胞能夠響應(yīng)不同TLRs激動(dòng)劑的刺激,且吞噬能力和炎癥因子分泌能力與體外培養(yǎng)后的BALF-AM相似。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)GTR培養(yǎng)體系亦可用于誘導(dǎo)胚胎肝臟前體細(xì)胞分化成為AM-like細(xì)胞,以及在體外對(duì)BALF-AM進(jìn)行擴(kuò)增,所獲得的AM-like細(xì)胞能夠維持肺泡巨噬細(xì)胞的組織特異性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)AM-like細(xì)胞誘導(dǎo)分化過(guò)程中可對(duì)其進(jìn)行體外基因編輯,有助于在分子機(jī)制層面對(duì)肺泡巨噬細(xì)胞進(jìn)行發(fā)育和功能的研究。該培養(yǎng)體系的簡(jiǎn)易性以及可操作性,使大量獲得AM-like細(xì)胞成為可能,且有利于該培養(yǎng)體系的推廣。

清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院吳勵(lì)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)立體外誘導(dǎo)肺泡巨噬細(xì)胞分化及擴(kuò)增的新方法-肽度TIMEDOO
吳勵(lì)課題組多年來(lái)一直致力于固有免疫細(xì)胞(樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞)發(fā)育和功能的研究,該培養(yǎng)系統(tǒng)亦為后續(xù)開展肺泡巨噬細(xì)胞的功能提供了重要工具。
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院吳勵(lì)教授為本文的通訊作者,博士生羅茂財(cái)為本文的第一作者,已畢業(yè)的賴文龍博士以及博士后何智敏也為本研究做出重要貢獻(xiàn)。本研究得到清華大學(xué)免疫學(xué)研究所、清華大學(xué)動(dòng)物中心的大力支持。本研究亦受到國(guó)家自然基金委、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、清華-北大生命聯(lián)合中心等項(xiàng)目資助。

原文鏈接:

https://www.jimmunol.org/content/early/2021/08/16/jimmunol.2100185

來(lái)源:清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院