Toll样受体4接头分子对乳酸诱导巨噬细胞M2极化的促进作用及其机制

目的:探讨Toll样受体4 (TLR4)接头分子髓样分化因子88 (MyD88)和诱导β干扰素的Toll/白细胞介素1 (IL)受体(TIR)结构域衔接蛋白(TRIF)基因敲除后对乳酸诱导巨噬细胞极化的促进作用,初步阐明乳酸免疫调控的可能机制。方法:体外培养小鼠巨噬细胞Raw264.7,采用慢病毒法构建CRISPR/Cas9基因编辑载体,定向敲除MyD88和TRIF基因(MyD88-KO组和TRIF-KO组),设未感染的Raw264.7细胞为对照组,实时荧光定量PCR (RT-qPCR)法和Western blotting法检测基因敲除效果。实验分为未处理Raw264.7细胞组、Raw264.7+乳酸组、MyD88-KO组、MyD88-KO+乳酸组、TRIF-KO组和TRIF-KO+乳酸组。15 mmol·L^(-1)乳酸诱导24 h后进行各指标检测。RT-qPCR法检测各组细胞中M2极化表型分子巨噬细胞甘露糖受体CD206和精氨酸酶1(Arg1) mRNA表达水平,光学显微镜下观察各组细胞形态表现,酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测各组细胞上清中肿瘤坏死因子α (TNF-α)、γ干扰素(INF-γ)和白细胞介素10 (IL0)水平,Western blotting法检测各组细胞中核因子κB (NF-κB)信号通路相关蛋白表达水平。采用Autodock软件将乳酸分别与TLR4、MyD88和TRIF分子对接并观察其结合情况。结果:采用CRISPR/Cas9技术进行基因定向敲除后,与对照组比较,MyD88-KO组和TRIF-KO组细胞中MyD88和TRIF mRNA及蛋白表达水平明显降低(P<0.05或P<0.01)。乳酸作用24 h后,与未处理Raw264.7细胞组比较,Raw264.7+乳酸组细胞中M2极化标志物CD206和Arg1 mRNA表达水平明显升高(P<0.05);与MyD88-KO组比较,MyD88-KO+乳酸组细胞中CD206和Arg1 mRNA表达水平均升高(P<0.05);与TRIF-KO组比较,TRIF-KO+乳酸组细胞中CD206和Arg1 mRNA表达水平均降低(P<0.05)。细胞形态表现,Raw264.7+乳酸组细胞表现出M2极化形态,即体积增大、明显突起伪足和偏锥形细胞比例增加;MyD88-KO+乳酸组细胞同样表现出M2极化形态变化;TRIF-KO+乳酸组细胞形态变化不明显。ELISA法检测,与未处理Raw264.7细胞组比较,Raw264.7+乳酸组细胞中TNF-α水平明显降低(P<0.05),INF-γ和IL0水平差异无统计学意义(P>0.05);与MyD88-KO组比较,MyD88-KO+乳酸组细胞中TNF-α水平明显降低(P<0.05),INF-γ水平差异无统计学意义(P>0.05),IL0水平明显升高(P<0.05);与TRIF-KO组比较,TRIF-KO+乳酸组细胞中TNF-α水平明显升高(P<0.05),INF-γ和IL0水平差异无统计学意义(P>0.05)。Western blotting法检测,与未处理Raw264.7组比较,Raw264.7+乳酸组、MyD88-KO组、MyD88-KO+乳酸组、TRIF-KO组和TRIF-KO+乳酸组细胞中TLR4蛋白表达水平差异均无统计学意义(P>0.05),Raw264.7+乳酸组细胞中核因子κB抑制蛋白α (IκB-α)和p65蛋白表达水平明显降低(P<0.05);与MyD88-KO组比较,MyD88-KO+乳酸组细胞中IκB-α和p65蛋白表达水平明显降低(P<0.05);与TRIF-KO组比较,TRIF-KO+乳酸组细胞中IκB-α和p65蛋白表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。分子对接,乳酸分别与TLR4、MyD88和TRIF形成氢键数为2、4和4,结合能分别为-2.72、-3.24和-3.66。结结论论:乳酸作用巨噬细胞后,可通过调控TRIF抑制IκB-α活性进而抑制NF-κB,促进M2极化。