mTORC1對小鼠巨噬細胞自穩(wěn)態(tài)的調控作用及其機制研究.pdf

1、巨噬細胞是人和動物細胞免疫的重要組成部分，在維護機體自穩(wěn)態(tài)、促進組織器官發(fā)育和抗病原菌感染等方面發(fā)揮重要作用。因此，深入研究巨噬細胞的發(fā)育及功能調控，特別是在動物水平揭示相關機制，對進一步認識和治療相關臨床疾病有著重要意義。近年來的研究揭示多數(shù)組織駐留型巨噬細胞，起源于卵黃囊或胚胎肝臟造血，并且其自穩(wěn)態(tài)的長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源的單核細胞分化，但其具體分子機制有待進一步闡明。細胞的分裂增殖涉及細胞周期

2、與能量代謝的精密調控。mTOR是進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胞增殖信號和營養(yǎng)供給，調控細胞的生長和增殖。mTOR在細胞內與多種蛋白形成復合物形式，主要分為兩種:mTORC1(mTOR-Raptor)和mTORC2(mTOR-Rictor)。研究表明，mTOR及相關信號通路廣泛介導了固有和獲得性免疫反應過程。mTORC1促進多個過程的合成代謝，包括蛋白和脂類合成，正向調節(jié)細胞生長和增殖功能，同時也抑制分解代

3、謝過程;而mTORC2調控細胞凋亡和細胞骨架。
　　這里，我們提出假說:mTORC1信號通路參與組織駐留型巨噬細胞的自我增殖，進而調控其自穩(wěn)態(tài)。我們構建髓系細胞特異型Raptor基因剔除小鼠模型和Tamoxifen誘導Raptor“acute”基因剔除小鼠模型，應用流式細胞術、骨髓移植重建嵌合體技術等，主要分析了mTORC1信號通路對組織駐留型巨噬細胞發(fā)育、分布、增殖等功能的影響。主要研究結果如下:
　　1、髓系細胞特異型R

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

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

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

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