CaMKⅣ信号缺失促进肌损伤炎症并影响肌再生

目的探究CaMKⅣ信号对肌损伤炎症反应及肌修复的调控作用。方法采用CRISPR/Cas9技术构建CaMKⅣ基因缺失(CaMKⅣ^(-/-))小鼠,PCR表型鉴定。心脏毒素(Cardiotoxin,CTX)诱导野生B6鼠及CaMKⅣ^(-/-)鼠急性肌损伤。HE染色观察损伤肌内炎症程度及肌修复过程。Dystrophy、F4/80免疫荧光双标,观察损伤肌内巨噬细胞渗出差异。F4/80、Ly-6C、CD206、Ki67染色及流式检测,分析损伤肌内M1、M2巨噬细胞的数量和比例,以及M1、M2巨噬细胞的局部增殖能力。结果成功构建并繁殖CaMKⅣ^(-/-)鼠。HE及荧光染色观察证实小鼠体内CaMKⅣ信号缺失可致肌内炎症加剧、肌修复延迟。CaMKⅣ^(-/-)小鼠损伤肌内再生的中央核肌纤维(Dystrophin^(+))数量低于WT鼠,巨噬细胞(F4/80^(+))数量显著高于WT鼠,以M1细胞(F4/80^(+)Ly-6C^(+))为主,M2细胞(F4/80^(+)CD206^(+))比例低于WT鼠。CaMKⅣ^(-/-)鼠损伤肌内增殖巨噬细胞(F4/80^(+)Ki67^(+))数量显著高于对照鼠,但以增殖的M1细胞为主(Ly6C^(+)Ki67^(+)),M2细胞(CD206^(+)Ki67^(+))的增殖与对照鼠无显著差异。结论CaMKⅣ信号缺失可致肌损伤炎症加剧、促进损伤肌内M1巨噬细胞的渗出及增殖,延误肌修复。

肌纤维内源TGF-β信号促进急性损伤骨骼肌内巨噬细胞胞葬

目的探究骨骼肌内源TGF-β信号对肌毒素诱导的小鼠急性损伤肌内巨噬细胞胞葬的影响。方法选择野生C57BL/6鼠(对照)、肌纤维条件性TGF-β受体Ⅱ敲除鼠(SM TGF-βr2^(-/-))。Cardiotoxin(CTX)胫骨前肌(TA)注射诱导小鼠急性肌损伤。比较两组动物损伤肌内巨噬细胞渗出及表型、凋亡细胞数目、巨噬细胞胞葬差异。紫外照射法体外诱导细胞凋亡。体外分化培养原代野生鼠(WT),或SM TGF-βr2^(-/-)-鼠成肌细胞(MPCs),与巨噬细胞、凋亡细胞共培养,对比分析巨噬细胞胞葬差异。结果较之WT鼠,SM TGF-βr2^(-/-)鼠损伤肌内炎性渗出显著,以单核/巨噬细胞为主。M1细胞比例增加(P<0.05),但M2细胞比例、胞葬作用显著下调(P<0.05)。体外炎性环境中,TGF-βr2^(-/-)-MPCs共培养体系中的巨噬细胞胞葬、M2巨噬细胞比例较之WT-MPCs均显著下调(P<0.05)。结论内源TGF-β信号活化肌纤维参与调控巨噬细胞表型,可促进损伤肌内巨噬细胞胞葬,有助于局部炎症舒缓,加快肌修复。

内质网应激与非折叠蛋白反应激活对骨骼肌纤维免疫行为的调控作用

目的 探讨干扰素-γ(IFN-γ)诱导的炎症环境中,骨骼肌纤维内质网应激(ERS)与非折叠蛋白反应(UPR)的激活对肌纤维免疫行为的调控作用。方法 体外培养的C57BL/6小鼠原代成肌干细胞,经马血清分化成多核肌管后分成以下10组:1.对照组;2.IFN-γ组;3.衣霉素(TM)组;4.毒胡萝卜素(TG)组;5.IFN-γ+4-苯基丁酸(4-PBA)联合处理组;6.IFN-γ+TG+4-PBA联合处理组;7.IFN-γ+4μ8c联合处理组;8.IFN-γ+TG+4μ8c联合处理组;9.IFN-γ+GSK2606414联合处理组;10.IFN-γ+TG+GSK2606414联合处理组,并进行对应的处理。利用Real-time PCR检测相关肌细胞因子基因水平;免疫荧光观察UPR关键分子:真核翻译起始因子2α(eIF2α)、肌醇需要酶1α(IRE1α)、转录激活因子6(ATF6)在肌纤维内的表达;Western blotting检测肌细胞相关免疫分子和肌细胞因子及UPR关键分子;Luminex分析肌纤维内促炎症的肌细胞因子的蛋白水平。结果 IFN-γ诱导的炎症环境中,肌纤维H-2K~b、H2-Ea、Toll样受体3(TLR3)以及p-eIF2α、p-IRE1α表达上调;添加UPR抑制剂4-PBA的分组肌纤维H-2K~b、 H2-Ea、TLR3以及肌细胞因子的表达较IFN-γ组下调,添加IRE1α特异性抑制剂4μ8c的分组上述分子表达较IFN-γ组亦下调,而添加蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)特异性抑制剂GSK2606414的分组则无明显变化。结论 IFN-γ诱导的炎症环境中,UPR-IRE1α通路激活并抑制肌纤维免疫相关分子合成,从而进一步抑制肌纤维介导的免疫反应,有利于肌再生。

CDMNP-PEG-CD磁纳米颗粒诱导的骨骼肌反应性分析

目的探讨SOMNP、CDMNP及CDMNP-PEG-CD磁性纳米颗粒置入小鼠骨骼肌所诱发的免疫反应性。方法以磁性Fe;O;与SiO;复合制备SOMNP,将聚乙二醇(PEG)、环糊精(β-CD)分子链接SOMNP合成CDMNP,进一步添加聚假单胞烷(polypseudorotaxanes)合成CDMNP-PEG-CD磁性纳米颗粒。分别将3种纳米颗粒置入B6小鼠腓肠肌。组化染色、免疫荧光及FACS分析,分别评估不同置入时段SOMNP、CDMNP和CDMNP-PEG-CD纳米颗粒所诱发的肌毒性及肌内炎性渗出特征。结果SOMNP链接β-CD、PEG/β-CD及polypseudorotaxanes将限制纳米颗粒的肌内扩散,导致CDMNP和CDMNP-PEG-CD在肌内的滞留时间延长、材料邻近区肌细胞坏死、肌内单核/巨噬细胞聚集。较之CDMNP-PEG-CD,CDMNP纳米颗粒吸引更多T细胞进入肌组织。结论SOMNP、CDMNP及CDMNP-PEG-CD纳米颗粒均为潜在的体内免疫诱导物。polypseudorotaxanes修饰赋予CDMNP-PEGCD纳米颗粒较好的体内相容性。

肌纤维E_(2)信号促进小鼠急性损伤骨骼肌内的巨噬细胞胞葬

目的探究骨骼肌E_(2)信号对Cardiotoxin(CTX)诱导的小鼠急性损伤骨骼肌内巨噬细胞胞葬作用的影响。方法选择野生C57BL/6雌鼠150只、C57BL/6雄鼠33只,对一部分雌鼠进行卵巢去势(OVX)操作。CTX胫骨前肌注射诱导小鼠急性肌损伤,后给予β-雌二醇(β-Estradiol)、4-他莫昔芬(4-OHT)等试剂肌注,分为Control(Female)组、Male组、Control+β-Estradiol组、Control+4-OHT组、OVX组、OVX+β-Estradiol组。采用ELISA法比较各组小鼠损伤肌内血清中E_(2)表达。采用免疫荧光、流式细胞术等方法比较损伤肌内炎性渗出巨噬细胞数量、表型、胞葬作用与肌再生修复的差异。紫外照射法体外诱导细胞凋亡。体外分化培养C2C12细胞,分化为成熟肌管后,将之于炎性环境中与巨噬细胞、凋亡细胞共培养,且给予β-Estradiol、4-OHT等处理,主要分为Control(C2C12+HS+Mac+ACs)组、C2C12+HS+IFN-γ+Mac+ACs组、C2C12+HS+IFN-γ+β-Estradiol+Mac+ACs组、C2C12+HS+IFN-γ+4-OHT+Mac+ACs组、C2C12+HS+IFN-γ+β-Estradiol+4-OHT+Mac+ACs组。采用免疫荧光、流式细胞术等方法比较各组巨噬细胞胞葬作用的差异。结果较之于Control组,OVX鼠损伤肌内炎性单核巨噬细胞渗出增加,M1细胞比例增加(P<0.05),但M2细胞比例、胞葬作用下调(P<0.05),肌纤维再生修复延迟。体外炎性环境中,β-Estradiol共培养体系中的M2巨噬细胞数目、巨噬细胞胞葬较之于Control组均上调(P<0.05),而4-OHT组的趋势则相反(P<0.05)。结论骨骼肌纤维E_(2)信号通过促使损伤肌内M1向M2的转变,以促进损伤肌内巨噬细胞胞葬作用,继而促进炎症撤退与肌再生修复。

肌纤维转化生长因子-β信号激活与急性肌损伤炎症反应的相关性研究

目的探讨肢体创伤后急性肌损伤炎症反应过程中肌纤维自身转化生长因子-β(TGF-β)信号对肌内炎症的影响。方法取野生C57BL/6小鼠(野生小鼠组)、肌纤维条件性TGF-β受体Ⅱ敲除小鼠(敲除小鼠组)各16只。肌毒素腓肠肌内注射诱导小鼠急性肌损伤。比较两组小鼠在注射后0、4、7、10 d肌内单核-巨噬细胞、巨噬细胞、M1型巨噬细胞、CD4+T细胞、辅助性T细胞(Th)1、2、17等的渗出差异。取新生野生小鼠和敲除小鼠各2只,体外培养原代成肌细胞,分别分为两组:干扰素组(γ-干扰素处理)和对照组(仅加入等量溶剂)。比较两组肌细胞的白细胞介素(IL)-6、IL-10、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、巨噬细胞炎症蛋白-1α(MIP-1α)、H-2Kb蛋白、H2-Ea蛋白、Toll样受体(TLR)3蛋白、TLR7蛋白表达差异,以及野生小鼠和敲除小鼠干扰素组之间的差异。结果肌毒素注射后4、7 d,敲除小鼠组肌组织内单核-巨噬细胞比例(75.73%±3.62%、45.27%±2.32%)、巨噬细胞比例(38.67%±2.76%、24.87%±2.19%)、M1型巨噬细胞比例(43.21%±0.11%、30.43%±2.19%)、CD4+T细胞比例(20.13%±1.62%、5.67%±0.32%)显著高于野生小鼠组(58.52%±2.43%、29.21%±2.45%,20.63%±2.32%、16.23%±1.25%,24.98%±0.35%、14.23%±1.69%,10.70%±0.43%、2.50%±0.45%),且以Th1和Th17为主,差异均有统计学意义(P<0.05)。体外实验结果显示:与对照组比较,干扰素组IL-6、MCP-1、MIP-1α、H-2Kb蛋白、H2-Ea蛋白、TLR3蛋白显著上调,且敲除小鼠干扰素组上调较野生小鼠干扰素组更显著,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论内源TGF-β信号缺失影响肌纤维免疫行为的调节,使肌内炎症加剧,肌细胞修复延迟。