线粒体钙单向转运体在模拟失重所致巨噬细胞极化改变中的调控作用研究

作者：赵芸漳; 厉建伟; 钟国徽; 李玉恒; 杜锐凯; 凌树宽; 李英贤; 张然^*

来源：空军航空医学, 2023, 40(02): 108-114.

DOI：10.3969/j.issn.2097-1753.2023.02.003

• 模拟失重
• 巨噬细胞
• 线粒体钙单向转运体

目的 探究线粒体钙单向转运体(mitochondrial calcium uniporter,MCU)在模拟失重状态下对巨噬细胞极化的调控作用及其机制。方法 体外培养小鼠骨髓来源巨噬细胞(bone marrow derived macrophage,BMDM)，采用配对比较法将野生型(wild type,WT)小鼠的BMDM分为2D回转模拟失重组和同步对照组，2D回转模拟失重组细胞在2D细胞回转仪中回转24 h模拟失重效应，同步对照组细胞在2D细胞回转仪中静置24 h；按照小鼠基因型将2D回转模拟失重的细胞分为LysM Cre、MCU f l/f l与同窝对照MCU f l/f l组，2组均在2D细胞回转仪中回转24 h模拟失重效应。采用实时荧光定量核酸扩增检测系统(realtime quantitative PCR detecting system,Q-PCR)和流式细胞术检测BMDM向M1、M2型巨噬细胞极化的能力；蛋白免疫印迹检测BMDM在模拟失重状态下巨噬细胞线粒体融合分裂蛋白的表达水平；实时荧光定量核酸扩增检测系统检测BMDM线粒体DNA拷贝数；转染线粒体特异性绿色荧光钙质粒Ad-4mt-GCaMP6检测BMDM线粒体钙信号；DCFH-DA活性氧探针检测BMDM活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。结果 在24 h回转模拟失重处理后，WT小鼠的BMDM向M1型巨噬细胞极化的能力减弱(t=6.409、4.800、7.808、6.506,P均<0.01)，向M2型巨噬细胞极化的能力增强(t=3.265、4.458,P均<0.05)；线粒体融合蛋白Mfn2和OPA1表达下降，分裂蛋白Drp1表达增加；线粒体DNA拷贝数增加(t=10.06,P<0.01),ATP数目下降(t=15.6,P<0.01)；线粒体Ca2+与ROS水平上升；BMDM MCU mRNA与蛋白表达水平都显著升高(t=7.824,P<0.01)；敲除MCU后的BMDM向M2型巨噬细胞极化被抑制(t=8.574、5.155,P均<0.05),ATP水平显著下降(t=3.317,P<0.05)，线粒体Ca2+与ROS水平的升高也受到抑制。结论 在模拟失重状态下，MCU作为线粒体Ca2+内流的关键调控蛋白介导线粒体钙超载导致ROS水平上升，从而促进了巨噬细胞向M2型巨噬细胞极化。

• 单位
  中国人民解放军总医院; 中国航天员科研训练中心