具核梭杆菌脂多糖诱导THP-1细胞M2极化及对低浓度白介素6产生的作用

【背景】在结直肠肿瘤等多种肿瘤中普遍存在的具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)与结直肠肿瘤发生、预后不良、复发及化疗耐药等密切相关。其引发炎症、对肿瘤微环境中巨噬细胞等免疫细胞作用与机制尚待阐明。【目的】对比分析F.nucleatum脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)与嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)、大肠杆菌(Escherichia coli)的LPS诱导单核细胞极化、炎性细胞因子表达等活性差异,探讨F.nucleatum在诱发慢性炎症、致癌等过程中的作用与机制。【方法】分别用A.muciniphila、E.coli、F.nucleatum LPS或联合干扰素γ(Interferon-γ,IFN-γ)处理后,观察THP-1、THP-1 M0细胞的细胞形态变化,然后检测M0(CD11B)、M1(CD40、CD86)和M2(CD163、CD206)巨噬细胞标志基因、TLR3、TLR4、IL-6、IL-10等基因转录水平,以及IL-6、IL-10、C反应蛋白(C Reactive Protein,CRP)翻译水平的表达变化。【结果】聚丙烯酰胺凝胶电泳(Polyacrylamide Gel Electrophoresis,PAGE)分析显示,A.muciniphila、E.coli、F.nucleatum这3种细菌的LPS条带位置、数量存在明显差异。F.nucleatum LPS在具有较强诱导THP-1细胞贴壁的同时,对经佛波肉豆蔻醋酸(Phorbol Myristate Acetate,PMA)处理贴壁的THP-1细胞,无论是单独或是联合IFN-γ处理,诱导形成伪足数、伪足长度及形成梭形细胞比例(M1型巨噬细胞)等均低于A.muciniphila和E.coli LPS。进一步转录水平检测巨噬细胞标志基因表达发现,M1标志基因中,CD40分别上调5011.0%(P<0.001)、6048.9%(P<0.001)和1011.6%(P=0.0094),CD86分别上调637.3%(P<0.001)、657.9%(P<0.001)和194.1%(P>0.05);M2标志基因中,CD163分别下调39.5%(P=0.0011)、53.7%(P<0.001)和5.9%(P>0.05),CD206下调18.6%(P>0.05)、88.4%(P=0.0055)和24.8%(P>0.05)。TLR、白介素家族基因转录水平分析发现,TLR3分别下调32.3%(P=0.0447)、311.5%(P=0.0019)、9.6%(P>0.05);IL-6分别上调17763.2%(P<0.001)、35458.2%(P<0.001)、1123.6%(P>0.05);IL-10分别上调729.3%(P<0.001)、1223.3%(P<0.001)、124.4%(P>0.05)。翻译水平上,A.muciniphila、E.coli、F.nucleatum LPS单独或联合IFN-γ处理时,THP-1细胞产生IL-6分别为0.16、6.17、0 pg/m L与410.03、1334.40、46.20 pg/m L。【结论】F.nucleatum LPS不仅具有较强招募单核细胞并诱导其向M2极化的作用,同时,具有诱导巨噬细胞分泌低浓度IL-6的特性,说明其在引发慢性炎症及肿瘤免疫应答、逃逸等过程中发挥重要作用。综合上述信息,对致癌、免疫激活及肿瘤治疗相关细菌LPS的结构、活性、分子机制等研究将有助于明确革兰氏阴性细菌在慢性炎症、肿瘤发生、免疫调控等中的作用,以期为相关疾病预防与治疗提供新的策略与靶点。