mTORC1對(duì)小鼠巨噬細(xì)胞自穩(wěn)態(tài)的調(diào)控作用及其機(jī)制研究.pdf

1、巨噬細(xì)胞是人和動(dòng)物細(xì)胞免疫的重要組成部分，在維護(hù)機(jī)體自穩(wěn)態(tài)、促進(jìn)組織器官發(fā)育和抗病原菌感染等方面發(fā)揮重要作用。因此，深入研究巨噬細(xì)胞的發(fā)育及功能調(diào)控，特別是在動(dòng)物水平揭示相關(guān)機(jī)制，對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和治療相關(guān)臨床疾病有著重要意義。近年來(lái)的研究揭示多數(shù)組織駐留型巨噬細(xì)胞，起源于卵黃囊或胚胎肝臟造血，并且其自穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)期維持依賴原位自我增殖更新，不依賴或只部分依賴骨髓造血來(lái)源的單核細(xì)胞分化，但其具體分子機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。細(xì)胞的分裂增殖涉及細(xì)胞周期

2、與能量代謝的精密調(diào)控。mTOR是進(jìn)化上高度保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，行使分子感受器功能整合細(xì)胞增殖信號(hào)和營(yíng)養(yǎng)供給，調(diào)控細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖。mTOR在細(xì)胞內(nèi)與多種蛋白形成復(fù)合物形式，主要分為兩種:mTORC1(mTOR-Raptor)和mTORC2(mTOR-Rictor)。研究表明，mTOR及相關(guān)信號(hào)通路廣泛介導(dǎo)了固有和獲得性免疫反應(yīng)過(guò)程。mTORC1促進(jìn)多個(gè)過(guò)程的合成代謝，包括蛋白和脂類合成，正向調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖功能，同時(shí)也抑制分解代

3、謝過(guò)程;而mTORC2調(diào)控細(xì)胞凋亡和細(xì)胞骨架。
　　這里，我們提出假說(shuō):mTORC1信號(hào)通路參與組織駐留型巨噬細(xì)胞的自我增殖，進(jìn)而調(diào)控其自穩(wěn)態(tài)。我們構(gòu)建髓系細(xì)胞特異型Raptor基因剔除小鼠模型和Tamoxifen誘導(dǎo)Raptor“acute”基因剔除小鼠模型，應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)、骨髓移植重建嵌合體技術(shù)等，主要分析了mTORC1信號(hào)通路對(duì)組織駐留型巨噬細(xì)胞發(fā)育、分布、增殖等功能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1、髓系細(xì)胞特異型R

4、aptor基因剔除小鼠發(fā)現(xiàn)肺泡巨噬細(xì)胞選擇性減少髓系細(xì)胞特異型Raptor基因剔除小鼠發(fā)育及生長(zhǎng)正常，除肺泡巨噬細(xì)胞外，其他檢測(cè)的組織駐留型巨噬細(xì)胞與正常小鼠沒(méi)有顯著差別。出生后1周的Raptor基因剔除小鼠的肺泡巨噬細(xì)胞數(shù)正常，表明其細(xì)胞池的分化建立并不依賴mTORC1，但之后細(xì)胞數(shù)量的維持需要mTORC1。
　　2、Raptor基因缺陷肺泡巨噬細(xì)胞的表型和吞噬功能異常Raptor基因缺陷肺泡巨噬細(xì)胞的表型異常，主要表現(xiàn)為增強(qiáng)的

5、自發(fā)熒光，上調(diào)CD11b和CD11c的表達(dá)，而下調(diào)Sig1ec-F的表達(dá)。Raptor基因缺陷小鼠的肺泡巨噬細(xì)胞吞噬功能減弱。
　　3、mTORC1調(diào)控肺泡巨噬細(xì)胞的自我增殖
　　Raptor基因缺陷并不影響肺泡巨噬細(xì)胞的存活能力，但造成其進(jìn)入細(xì)胞周期的增殖能力減弱。較正常細(xì)胞，Raptor基因缺陷肺泡巨噬細(xì)胞大小顯著減小，能量代謝相關(guān)的氨基酸、葡萄糖攝入以及線粒體合成功能較弱。
　　4、mTORC1調(diào)控骨髓移植重建形

6、成的肺泡巨噬細(xì)胞增殖
　　我們構(gòu)建供體分別來(lái)自正常和Raptor基因缺陷小鼠的骨髓移植重建嵌合體模型（移植細(xì)胞比例1∶2），正常肺泡巨噬細(xì)胞顯著多于Raptor基因缺陷的細(xì)胞數(shù)（細(xì)胞比例2∶1）。排除單核細(xì)胞遷徙等因素，利用Tamoxifen誘導(dǎo)Raptor基因剔除小鼠骨髓作為供體重建嵌合體，在肺泡巨噬細(xì)胞重建后再剔除Raptor，發(fā)現(xiàn)這時(shí)的Raptor缺陷肺泡巨噬細(xì)胞增殖能力弱于正常細(xì)胞。
　　5、mTORC1信號(hào)通路強(qiáng)化

7、肺泡巨噬細(xì)胞對(duì)GM-CSF刺激的增殖應(yīng)答
　　GM-CSF刺激可誘發(fā)肺泡巨噬細(xì)胞增殖，且濃度與mTORC1信號(hào)通路活化強(qiáng)度呈線性相關(guān)。在GM-CSF刺激下，體外共培養(yǎng)的Raptor基因缺陷肺泡巨噬細(xì)胞增殖能力顯著弱于正常細(xì)胞，并對(duì)應(yīng)糖酵解、脂類合成代謝能力的下調(diào)。
　　我們的研究工作揭示了mTORC1是調(diào)控小鼠肺泡巨噬細(xì)胞增殖的重要信號(hào)分子，保持該通路的完整性可優(yōu)化肺泡巨噬細(xì)胞對(duì)GM-CSF誘導(dǎo)的增殖應(yīng)答。mTORC1選擇性