Proteoom analyse van menselijke Macrophage polarisatie onder een lage zuurstof-omgeving

Macrofagen zijn ingeboren immune cellen die betrokken zijn bij een aantal fysiologische functies variërend van reacties op infectieziekten pathogenen tot weefsel homeostase, met inbegrip van de verwijdering van apoptotic cellen en reorganisatie van de extracellulaire matrix¹. Deze cellen worden gekenmerkt door een sterke fenotypische plasticiteit² dat vertaalt zich in een veel mogelijke activering Staten, ook wel genoemd polarisaties. De exacte moleculaire beschrijving van deze verschillende polarisaties is een prioriteit op het gebied van macrofaag biologie³. Er is voorgesteld om te classificeren deze polarisaties met behulp van de zogenaamde M1/M2-tweedeling, waarin M1 staat voor pro-inflammatoire en M2 voor anti-inflammatoire macrofagen. Dit model past goed in diverse pathologische situaties zoals acute infecties, allergie en obesitas⁴. Echter in chronisch ontstoken weefsels en kanker, is gebleken dat deze indeling is niet in staat om te begrijpen de brede fenotypische repertoire dat macrofagen aanwezig in bepaalde cellulaire omgevingen^5,6,^{, 7}. de huidige consensus is dat de macrofaag polarisatie beter wordt beschreven met behulp van een multidimensionale model te integreren van specifieke microenvironmental signalen⁸. Deze conclusie werd bevestigd door transcriptomic analyse van menselijke macrofagen waaruit blijkt dat het model van de M1/M2 in het beschrijven van de verkregen polarisaties⁹inefficiënt.

De studie gepresenteerd is gericht op het bieden van een protocol voor proteomic handtekeningen voor verschillende polarisaties in menselijke macrofagen. We beschrijven hoe onderscheiden van menselijke macrofagen in omgevingen van verschillende zuurstofniveaus en peptiden te verkrijgen van de hele macrofaag Proteoom voor het uitvoeren van een label-vrije kwantificering. Deze kwantificering kan de vergelijking van de expressie niveaus van verschillende eiwitten. Als het onderzoek aan stamcellen blijkt het belang van zuurstof als een milieu belangrijke parameter¹⁰, proberen wij te begrijpen hoe deze parameter weefsel macrofaag polarisatie in mensen kan beïnvloeden. De gedeeltelijke druk van zuurstof is gebleken dat bereik van 3 tot 20% (van totale luchtdruk) in het menselijk lichaam, waarbij 20% overeenkomt met ongeveer wat vaak in een cel cultuur incubator gebruikt wordt (de exacte waarde is ongeveer 18,6% terwijl het nemen van de aanwezigheid van water rekening).

Vorige werk heeft aangetoond dat alveolaire verschillen van interstitiële macrofagen van functionele en morfologische punt van uitzicht¹¹ en dat deze verschillen zijn waarschijnlijk gedeeltelijk te wijten aan de verschillende zuurstofniveaus waaraan zij blootgesteld^{12 zijn}. Beenmerg-afgeleide macrofagen Toon bovendien een verhoogde kunnen bacteriën bij blootstelling aan een lage zuurstof milieu¹²phagocytize. Het tegenovergestelde effect is gebleken voor menselijke macrofagen THP1-gesplitste¹³, maar deze resultaten ondersteunen het idee dat zuurstof een regulator van macrofaag biologie is en dat het noodzakelijk is deze rol op moleculair niveau in menselijke macrofagen te verduidelijken. In een eerdere studie, hebben wij toegepast een proteomics benadering van deze kwesties. Door gelijktijdig bij het meten van expressie niveaus voor duizenden eiwitten, we gewezen op het effect van zuurstof op polarisatie en verstrekt een lijst van nieuwe moleculaire markers. We hebben ook kunnen betrekking hebben op deze bevindingen tot enkele functies van de macrofagen. Met name, vonden we dat het percentage fagocytose van apoptotic cellen was verhoogd in IL4/IL13-gepolariseerde macrofagen, die was gekoppeld aan de opregulatie van ALOX15 zoals geopenbaard door de Proteoom analyse¹⁴. In de huidige studie beschrijven we het uitvoeren van een dergelijke analyse.