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上海生科院发现具有独特活化状态的巨噬细胞促进肺部炎症

近日,国际学术期刊Cell Research封面文章介绍了中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所段胜仲研究组的最新研究成果High salt primes a specific activation state of macrophages, M(Na)。该研究发现了具有独特活化状态的巨噬细胞“M(Na)”,揭示高盐饮食是肺部急性炎症的风险因素之一。 


长期摄入高盐食物能增加心血管疾病、肥胖、II型糖尿病以及自身免疫性疾病等多种疾病的患病风险,免疫反应失调是促进这些疾病发生发展的重要原因,有关长期摄入高盐食物如何导致免疫反应失调的具体机制仍然不清楚。


巨噬细胞是重要的固有免疫细胞,当它们受到特定刺激后,会改变相应的活化状态,进而调节免疫反应过程。研究曾显示,当用脂多糖(LPS)刺激巨噬细胞(macrophage, M)后,其将活化成M(LPS),该类巨噬细胞具有大量表达趋化因子及模式识别受体、启动氧化应激、合成并分泌一氧化氮的杀菌效应等特点。于是,分析推测高盐可能直接作用于巨噬细胞,通过诱导巨噬细胞形成特定活化状态,进而导致免疫反应失调。


在段胜仲研究员指导下,研究人员实验发现,提高胞外氯化钠(NaCl)浓度可以诱导人和小鼠的原代巨噬细胞形成特定的活化状态,该类巨噬细胞被命名为“M(Na)”,其具有炎症促进分子高表达,炎症抑制分子和内吞相关分子低表达的特点。其中,炎症促进分子的高表达由p38/cFos和 Erk1/2 /cFos信号通路介导;而炎症抑制分子和内吞相关分子的低表达由Erk1/2 /STAT6信号通路介导。


另外,M(Na)的表达谱与其它活化状态的巨噬细胞,如:M(LPS) 和M(IFNg)的表达谱存在显著差异,这说明M(Na)具有特异性。再者,提高胞外氯化钠浓度能显著促进LPS诱导的巨噬细胞活化程度;相反,则抑制IL4诱导的巨噬细胞活化程度。研究显示,前者是由p38 MAPK/cFos信号通路介导,而后者则由Erk1/2 MAPK/STAT6信号通路介导。


动物实验发现,给小鼠持续喂食高盐食物后,其肺泡巨噬细胞促炎因子的表达显著升高。在LPS诱导的急性肺损伤模型中,持续高盐饮食加剧小鼠肺部炎症和损伤,与正常饮食组小鼠相比,高盐饮食组小鼠肺部具有更多的单核细胞浸润,炎症促进分子的表达水平增高,出现更严重的肺水肿。

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该研究领域知名教授David A Hafler在同期Cell Research杂志上发表了评论文章,他认为本工作为进一步研究高盐饮食如何影响免疫系统,揭示M(Na)在人类疾病中发挥的作用奠定了基础。 


该项研究得到上海生科院营养所研究员周斌、余鹰和应浩,生化与细胞所研究员惠利健和刘小龙,以及浙江大学教授范衡宇等的大力支持和帮助。该课题得到中科院、基金委、科技部、中国博士后研究项目基金等的经费支持。


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