2021年8月16日,清華大學醫(yī)學院吳勵課題組在《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。該研究首次利用細胞因子GM-CSF和TGF-β以及PPAR-γ激動劑rosiglitazone在體外構(gòu)建肺泡巨噬細胞樣細胞(AM-like cells)的培養(yǎng)體系,為研究肺泡巨噬細胞發(fā)育和功能提供了重要工具。

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

為此,研究人員首先利用細胞因子GM-CSF、TGF-β以及PPAR-γ激動劑rosiglitazone(GTR)聯(lián)合刺激小鼠骨髓細胞,發(fā)現(xiàn)GTR可誘導出表達經(jīng)典肺泡巨噬細胞表面標志物(CD11c和Siglec-F)的肺泡巨噬細胞樣(AM-like)細胞,且AM-like細胞表達多種肺泡巨噬細胞特異基因,如Car4、Plet1、Ear1、Cidec和Krt19等。與肺泡灌洗出的原代肺泡巨噬細胞(BALF-AM)相似,AM-like細胞高表達自我更新基因(Klf4和Myc)以及替代性活化巨噬細胞標志基因(Ym1,Mrc1和Marco)。同時AM-like細胞能夠響應(yīng)不同TLRs激動劑的刺激,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。研究人員進一步發(fā)現(xiàn)GTR培養(yǎng)體系亦可用于誘導胚胎肝臟前體細胞分化成為AM-like細胞,以及在體外對BALF-AM進行擴增,所獲得的AM-like細胞能夠維持肺泡巨噬細胞的組織特異性。進一步研究發(fā)現(xiàn)AM-like細胞誘導分化過程中可對其進行體外基因編輯,有助于在分子機制層面對肺泡巨噬細胞進行發(fā)育和功能的研究。該培養(yǎng)體系的簡易性以及可操作性,使大量獲得AM-like細胞成為可能,且有利于該培養(yǎng)體系的推廣。

清華大學醫(yī)學院吳勵實驗室創(chuàng)立體外誘導肺泡巨噬細胞分化及擴增的新方法-肽度TIMEDOO
吳勵課題組多年來一直致力于固有免疫細胞(樹突狀細胞、巨噬細胞)發(fā)育和功能的研究,該培養(yǎng)系統(tǒng)亦為后續(xù)開展肺泡巨噬細胞的功能提供了重要工具。
清華大學醫(yī)學院吳勵教授為本文的通訊作者,博士生羅茂財為本文的第一作者,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。本研究得到清華大學免疫學研究所、清華大學動物中心的大力支持。本研究亦受到國家自然基金委、國家重點研發(fā)計劃、清華-北大生命聯(lián)合中心等項目資助。

原文鏈接:

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

來源:清華大學醫(yī)學院