Proteomic Analysen der menschlichen Makrophagen Polarisierung in einer sauerstoffarmen Umgebung

Makrophagen sind angeborene Immunzellen beteiligt in einer Reihe von physiologischen Funktionen von Antworten auf infektiöse Erreger bis hin zu Gewebe Homöostase, einschließlich der Entfernung des apoptotischen Zellen und der extrazellulären Matrix¹Umbau. Diese Zellen zeichnen sich durch eine starke phänotypische Plastizität² , die in einem viele mögliche Aktivierung Staaten übersetzt die Polarisationen auch genannt werden. Der genaue molekulare Beschreibung dieser verschiedenen Polarisationen ist eine Priorität im Bereich der Makrophagen Biologie³. Es wurde vorgeschlagen, diese mit Hilfe der sogenannten M1/M2 Dichotomie, in denen M1 steht Pro-inflammatorischen und M2 für entzündungshemmende Makrophagen Polarisationen zu klassifizieren. Dieses Modell passt gut in verschiedenen pathologischen Situationen wie akute Infektionen, Allergien und Übergewicht⁴. Allerdings wurde in chronisch entzündeten Geweben und Krebs nachgewiesen, dass diese Klassifizierung nicht in der Lage ist, das breite phänotypische Repertoire zu erfassen, das Makrophagen in bestimmten zellulären Umgebungen^5,6, zu präsentieren ⁷. der aktuelle Konsens ist, dass Makrophagen Polarisation besser ein mehrdimensionales Modell beschrieben ist, um spezifische microenvironmental Signale⁸zu integrieren. Diese Schlussfolgerung wurde bestätigt durch die transkriptomischen Analyse der menschlichen Makrophagen, die zeigen, dass das Modell M1/M2 bei der Beschreibung der erhaltenen Polarisationen⁹ineffizient ist.

Die Studie präsentiert zielt darauf ab, ein Protokoll zur Proteomic Unterschriften von verschiedenen Polarisationen in menschliche Makrophagen zu erhalten. Wir beschreiben, wie menschliche Makrophagen im Umfeld der verschiedenen Sauerstoff-Niveaus zu unterscheiden und das ganze Makrophagen Proteom markierungsfreie Quantifizierung durchführen Peptide einzuholen. Diese Quantifizierung ermöglicht den Vergleich der Ausdruck verschiedener Proteine. Wie die Forschung an Stammzellen die Bedeutung von Sauerstoff als eine ökologische Schlüsselparameter¹⁰gezeigt hat, versuchen wir zu verstehen, wie dieser Parameter Gewebe Makrophagen Polarisierung in den Menschen beeinflussen kann. Der Partialdruck des Sauerstoffs ist Reichweite von 3 bis 20 % (des gesamten atmosphärischen Drucks) im menschlichen Körper gefunden worden wo entspricht in etwa 20 %, was in einer Zelle Kultur Inkubator verbreitet ist (der genaue Wert ist rund 18,6 % während der Einnahme der Anwesenheit von Wasser nicht berücksichtigt).

Bisherigen Arbeit hat gezeigt, dass alveoläre unterscheiden sich von interstitielle Makrophagen aus funktionellen und morphologischen Ansichten¹¹ und diese Unterschiede wahrscheinlich teilweise aufgrund der unterschiedlichen Sauerstoff-Niveaus sind, die sie ausgesetzt¹²sind. Darüber hinaus zeigen dem Knochenmark stammenden Makrophagen eine erhöhte Fähigkeit, Bakterien bei einer sauerstoffarmen Umgebung¹²phagocytize. Der gegenteiligen Effekt hat für THP1 differenziert menschliche Makrophagen¹³gefunden worden, aber diese Ergebnisse unterstützen die Idee, dass Sauerstoff ein Regulator von Makrophagen Biologie ist, es ist zu klären, diese Rolle auf molekularer Ebene in menschliche Makrophagen. In einer früheren Studie haben wir einen Proteomics-Ansatz zur Behebung dieser Probleme angewendet. Durch gleichzeitige Messung Ausdruck Niveaus für Tausende von Proteinen, wir haben die Auswirkungen von Sauerstoff auf Polarisierung und stellte eine Liste von neuen molekularen Markern. Wir waren auch in der Lage, diese Erkenntnisse zu einigen Funktionen der Makrophagen zu beziehen. Vor allem fanden wir, dass die Rate der Phagozytose apoptotischer Zellen im IL4/IL13-polarisierten Makrophagen erhöht wurde, die an die Hochregulation des ALOX15 gebunden war, wie der Proteomik Analyse¹⁴offenbart. In der vorliegenden Studie beschreiben wir wie eine solche Analyse durchführen.