多房棘球蚴对巨噬细胞糖代谢表型转变及极化类型影响的初步研究

目的探讨多房棘球蚴对巨噬细胞糖代谢表型转变、极化类型及炎症反应的影响,为多房棘球蚴病发病机制研究提供参考。方法分离6~8周龄C57BL/6J小鼠骨髓细胞,用小鼠巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony⁃stimulat⁃ing factor,M⁃CSF)诱导成骨髓巨噬细胞(bone marrow⁃derived macrophage,BMDM)⁃M0(对照组);以BMDM⁃M0经白细胞介素(interleukin)⁃4诱导24 h后的M2型巨噬细胞作为IL⁃4诱导组,以BMDM⁃M0与2.4 ng/mL多房棘球蚴囊液(cystic fluid,CF,)共培养的细胞作为BMDM与多房棘球蚴CF共培养组,以BMDM⁃M0与多房棘球蚴原头节(protoscolex,PSC)按500∶1共培养的细胞作为BMDM与PSC共培养组。采用流式细胞术分析与多房棘球蚴CF、PSC共培养后的巨噬细胞极化类型,用实时荧光定量PCR(fluorescent quantitative real⁃time PCR,qPCR)、Western blotting分析其标志物、炎症因子、糖代谢相关酶的表达水平,并通过细胞能量代谢分析各组细胞葡萄糖代谢表型。结果4组细胞精氨酸合酶1(arginase⁃1,Arg1)(F=1457.00,P<0.0001)、巨噬细胞衍生趋化因子22(macrophages⁃derived C⁃C motif chemokine 22,Ccl22)(F=22203.00,P<0.0001)、抵抗素样α(resistin⁃likeα,Retnla)(F=151.90,P<0.0001)、诱导型一氧化氮合酶(induc⁃ible nitric oxide synthase,iNOS)(F=107.80,P<0.001)、己糖激酶(hexokinase,HK)(F=9389,P<0.0001)、丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)(F=641.40,P<0.0001)、磷酸果糖激酶1(phosphofructokinase1,PFK1)(F=43.97,P<0.01)、葡萄糖激酶(glucokinase,GK)(F=432.50,P<0.0001)、丙酮酸脱氢酶激酶(pyruvate dehydrogenase kinases,PDK1)(F=737.30,P<0.0001)、乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase,LDH)(F=3632.00,P<0.0001)、葡萄糖转运体1(glucose trans⁃porter 1,GLUT1)(F=532.40,P<0.0001)、甘油醛⁃3⁃磷酸脱氢酶(glyceraldehyde⁃3⁃phosphate dehydrogenase,GAPDH)(F=460.00,P<0.0001)、柠檬酸合酶(citrate synthase,CS)(F=5642.00,P<0.01)、糖原合成酶1(glycogen synthase 1,GYS1)(F=273.30,P<0.0001)、IL⁃6(F=1823,P<0.0001)、IL⁃10(F=291.70,P<0.0001)、IL⁃1β(F=986.60,P<0.0001)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)⁃α(F=334.80,P<0.0001)、转化生子因子(transforming growth fac⁃tor,TGF)⁃β(F=163.30,P<0.001)mRNA表达水平差异均有统计学意义。BMDM与多房棘球蚴PSC共培养组M2型巨噬细胞比例(22.87%±1.48%)高于M1型巨噬细胞(1.70%±0.17%)(t=24.61,P<0.001),BMDM与多房棘球蚴CF共培养组M2型巨噬细胞比例(20.07%±0.64%)高于M1型巨噬细胞比例(1.93%±0.25%)(t=45.73,P<0.001)。与对照组相比,BMDM与多房棘球蚴CF共培养组、BMDM与多房棘球蚴PSC共培养组M2型巨噬细胞标志物Arg1、Ccl22、Retnla mRNA表达水平均升高(P均<0.01),而M1型巨噬细胞标志物iNOS mRNA表达水平无明显变化(P>0.05),糖酵解关键酶HK、PK、PFK mRNA表达水平升高(P均<0.01),炎症因子IL⁃10、IL⁃1β、TNF⁃α、TGF⁃βmRNA表达水平升高(P均<0.01)。此外,与对照组相比,BMDM与多房棘球蚴PSC共培养组HK、PK、PFK蛋白表达水平,GLUT1、GAPDH、IL⁃6 mRNA表达水平均升高(P均<0.05);BMDM与多房棘球蚴CF共培养组HK蛋白表达水平升高(P<0.05);IL⁃4诱导组HK、PK、PFK蛋白及mRNA表达水平均升高(P均<0.01),IL⁃6、TNF⁃αmRNA表达水平均降低(P均<0.05),TGF⁃βmRNA表达水平升高(P<0.01)。糖酵解压力测试显示,对照组、IL⁃4诱导组、BMDM与多房棘球蚴PSC共培养组细胞外酸化率(extra cellular acidification rate,ECAR)差异有统计学意义(F=124.4,P<0.05);与对照组相比,BMDM与多房棘球蚴PSC共培养组ECAR增高,IL⁃4诱导组ECAR降低(P均<0.05)。结论多房棘球蚴CF/PSC处理使BMDM主要向M2型极化,糖代谢向高能量、高糖酵解代谢表型转变,并影响其炎症反应。