Coronins是一种保守的肌动蛋白细胞骨架调节因子家族,Coronin-1又名actin-binding protein P57或TACO(tryptophan aspartate containing coat protein),广泛表达于中性粒细胞、巨噬细胞及淋巴细胞等白细胞中,其涉及钙离子稳态[1]、细胞骨架动力学[2]、免疫[3]及炎症反应[4]等多种细胞功能。巨噬细胞的表型与胞内寄生菌感染[5]、肿瘤等疾病的发生、发展有关[6]。在肿瘤的发生、发展过程中,巨噬细胞受到肿瘤微环境调控进而发生表型的转换,由促炎的M1型转换为免疫抑制相关的M2型,为肿瘤的生成及其转移提供了有利的条件[7]。Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)4能被脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)激活,LPS-TLR4通路是介导巨噬细胞极化为M1型的重要通路[8],研究表明Coronin-1的表达可抑制TLR4及其下游通路[9-10],而TLR4与LPS的结合需要CD14的参与[11]。
巨噬细胞冠蛋白-1(Coronin-1)与其介导的炎症反应有关,而巨噬细胞表型极化状态又决定了其促炎或抑炎功能的发挥。为了探讨巨噬细胞Coronin-1与其极化的相关性及可能机制,本研究拟将巨噬细胞诱导为M1、M2型,检测Coronin-1蛋白表达是否存在差异;用pEGFP-C1质粒构建过表达Coronin-1的巨噬细胞系,用CRISPR/Cas9构建敲除Coronin-1的巨噬细胞系,探讨不同表达水平的Coronin-1对巨噬细胞的极化是否有影响以及与极化的因果关系;利用GeneMANIA数据库,对Coronin-1与CD14之间的蛋白互作关系进行分析,用shRNA构建Coronin-1过表达CD14沉默的巨噬细胞系和Coronin-1正常表达CD14沉默的巨噬细胞系,探讨Coronin-1在LPS介导的M1型巨噬细胞极化中的影响以及该影响是否通过CD14途径,明确Coronin-1蛋白在巨噬细胞极化中的作用及其机制,可为肿瘤的防治、炎症控制等提供新思路。
1 材料与方法 1.1 细胞株、主要材料与试剂小鼠巨噬细胞RAW264.7、HEK293T由重庆医科大学免疫学研究中心保存;pEGFP-C1、lentiCRISPR-v2、psi-LVRU6P、pMD2.G、psPAX2质粒由重庆医科大学免疫学研究中心保存。其他材料与试剂:小鼠重组γ-干扰素、小鼠重组白介素-4(美国Proteintech公司);LPS(美国Sigma公司);DMEM高糖培养基、胰蛋白酶(美国Gibco公司);青霉素-链霉素溶液(碧云天公司);胎牛血清(Natocor-Industria Biologica公司,阿根廷);LipofectamineTM 3000(美国Invitrogen公司);RNA提取试剂盒、逆转录试剂盒、PrimeSTAR HS DNA Polymerase试剂盒、TB GreenTM Premix Ex TaqTM(Tli RNaseH Plus)RT-PCR试剂盒、DNA提取试剂盒(日本TaKaRa公司);引物由天津擎科生物技术有限公司合成;RIPA裂解液、BCA蛋白浓度测定试剂盒、PVDF膜(0.2 μm/0.45 μm)(鼎国昌盛公司);SDS-PAGE凝胶试剂盒(雅酶公司);兔一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)多克隆抗体、小鼠Coronin-1单克隆抗体(英国Abcam公司);小鼠ARG-1单克隆抗体、兔CD14多克隆抗体、小鼠β-actin单克隆内参抗体(美国Proteintech公司);辣根过氧化物酶标记的羊抗兔IgG、羊抗鼠IgG(美国Abbkine公司)。
1.2 M1、M2型巨噬细胞的诱导分别用含有终浓度为20 ng/mL的小鼠重组IFN-γ+终浓度为100 ng/mL的LPS、终浓度为20 ng/mL的小鼠重组IL-4的培养液处理RAW264.7细胞48 h,诱导成M1和M2型巨噬细胞[12],以未经处理的RAW264.7细胞为空白对照组(Control)。
1.3 过表达Coronin-1细胞系的建立 1.3.1 重组质粒pEGFP-C1-Coronin-1的构建根据GenBank(AF143955.1)设计合成目的基因Coronin-1引物(扩增目的基因长度为1 386 bp)。上游引物为5′-GCGTCGACGCCACCATGAGCCGGCAGGTGGT-3′,下游引物为5′-GCGGATCCCTACTTGGCCTGAACAGT-CTCCT-3′。裂解RAW264.7细胞后用RNA提取试剂盒提取总RNA,按逆转录试剂盒说明书逆转录为cDNA,以cDNA为模板PCR扩增Coronin-1目的片段。用BamHⅠ和SalⅠ双酶切PCR回收产物和质粒pEGFP-C1,使其具有相同的黏性末端,纯化回收目的基因和载体大片段,用DNA连接酶于16 ℃下连接4 h,转化至感受态TOP10大肠杆菌,卡那霉素抗性筛选并挑取阳性克隆,酶切鉴定及测序鉴定,构建的重组质粒命名为pEGFP-C1-Coronin-1。
1.3.2 RAW264.7-pEGFP-C1-Coronin-1细胞系的建立将pEGFP-C1-Coronin-1质粒用LipofectamineTM3000转染RAW264.7细胞,转染24 h后置于倒置荧光显微镜下观察荧光表达情况,将细胞以1 ∶6比例传代,用G418加压筛选,挑单克隆筛选出表达绿色荧光的RAW264.7-pEGFP-C1-Coronin-1稳定转染细胞株(Coronin-1 Plus)。
1.4 CRISPR/Cas9敲除Coronin-1细胞系的建立 1.4.1 CRISPR/Cas9基因敲除质粒lentiCRISPR-v2-Coronin-1的构建根据GenBank(NM_001301374.1)设计能有效敲除Coronin-1的sgRNA模板序列,sgRNA-上游为5′-CACCGCCACGTGTTTGGACAGCCAGCCA-3′,sgRNA-下游为5′-AAACTGGCTGGCTGTCCAAACACGT-GGC-3′,在PCR仪上退火。用Esp3 Ⅰ酶切lentiCRISPR-v2质粒,使其具有相同的黏性末端,纯化回收以后用DNA连接酶于16 ℃下连接4 h,转化至感受态Stbl3大肠杆菌,氨苄西林抗性筛选并挑取阳性克隆,测序鉴定,构建的重组质粒命名为lentiCRISPR-v2-Coronin-1。
1.4.2 RAW264.7-lentiCRISPR-v2-Coronin-1细胞系的建立采用lentiCRISPR-v2-Coronin-1、pMD2.G、psPAX2三质粒包装系统,用LipofectamineTM 3000转染HEK293T细胞,48 h后收集慢病毒上清离心过滤,于-80 ℃保存。将慢病毒、10 μg/mL polybrene加入RAW264.7细胞,6 h后补齐培养液,24 h后更换新鲜培养液,感染48 h加入嘌呤霉素筛选。将细胞铺至96孔板中,挑单克隆筛选鉴定出Coronin-1基因敲除的稳定细胞株RAW264.7-lentiCRISPR-v2-Coronin-1(Coronin-1 KO)。
1.5 CD14沉默的细胞系的建立 1.5.1 shRNA慢病毒重组质粒psi-LVRU6P-CD14的构建根据GenBank(NM_009841.4)设计能有效沉默CD14的shRNA模板序列,shRNA-上游为5′-GAT-CGTATCAAGTCTCTGTCCTTAAACT CGAGTTTAAGGAC- AGAGACTTGATACTTTTTG-3′,shRNA-下游为5′-AA-TTCAAAAAGTATCAAGTCTCTGTCCTTAAACTCGAGTT-TAAGGACAGAGACTTGATAC-3′,在PCR仪上退火。用BamHⅠ和EcoRⅠ酶切psi-LVRU6P质粒,使其具有相同的黏性末端,纯化回收以后用DNA连接酶于16 ℃下连接4 h,转化至感受态Stbl3大肠杆菌,氨苄西林抗性筛选并挑取阳性克隆,测序鉴定,构建的重组慢病毒质粒命名psi-LVRU6P-CD14。
1.5.2 RAW264.7-psi-LVRU6P-CD14细胞系的建立采用psi-LVRU6P-CD14、pMD2.G、psPAX2三质粒包装系统,用LipofectamineTM 3000转染HEK293T细胞,48 h后收集慢病毒上清离心过滤,于-80 ℃保存。将慢病毒、10 μg/mL polybrene加入RAW264.7细胞,6 h后补齐培养液,24 h后更换新鲜培养液,感染48 h加入嘌呤霉素筛选,以获得CD14基因稳定沉默的RAW264.7-psi-LVRU6P-CD14细胞系(Control-CD14 KD)。
1.5.3 RAW264.7-Coronin-1 Plus-psi-LVRU6P-CD14细胞系的建立采用psi-LVRU6P-CD14、pMD2.G、psPAX2三质粒包装系统用LipofectamineTM 3000转染HEK293T细胞,48 h后收集慢病毒上清离心过滤,于-80 ℃保存。将慢病毒、10 μg/mL polybrene加入Coronin-1 Plus细胞,6 h后补齐培养液,24 h后更换新鲜培养液,感染48 h加入嘌呤霉素筛选,以获得CD14基因稳定沉默的RAW264.7-Coronin-1Plus-psi-LVRU6P-CD14细胞系(Coronin-1 Plus-CD14 KD)。
1.6 Real-time PCR检测按RNA提取试剂盒说明分别提取各组细胞的RNA,将其逆转录成cDNA,以cDNA为模板进行实时定量PCR扩增,测定细胞iNOS mRNA、ARG-1 mRNA、Coronin-1 mRNA、CD14 mRNA、内参GAPDH mRNA转录水平,引物序列见表 1。每个反应做3个复孔,结果用2-ΔΔCt法进行相对定量分析,ΔΔCt=对照组ΔCt(目的基因Ct-管家基因Ct)-各组ΔCt(目的基因Ct-管家基因Ct)。
基因 | 引物序列(5′→3′) |
扩增长度/bp |
iNOS | 上游5′-CCCTTCAATGGTTGGTACATGG-3′ 下游5′-ACATTGATCTCCGTGACAGCC-3′ |
127 |
ARG-1 | 上游5′-CATATCTGCCAAAGACATCGT-3′ 下游5′-CCAGCTTGTCTACTTCAGTCA-3′ |
185 |
Coronin-1 | 上游5′-CACCCGGACACAATCTACAGC-3′ 下游5′-CTCGATGACACGAACTCGCTT-3′ |
90 |
CD14 | 上游5′-ATACCTTCTAAAGCGTGTGGAC-3′ 下游5′-GGCTCCGAATAGAATCCGACT-3′ |
127 |
GAPDH | 上游5′-AGGTCGGTGTGAACGGATTTG-3′ 下游5′-GGGGTCGTTGATGGCAACA-3′ |
126 |
1.7 Western blot检测
RIPA裂解液提取各组细胞的总蛋白,BCA试剂用于检测各组蛋白浓度。经SDS-PAGE电泳,恒流电转至PVDF膜。用5%脱脂牛奶封闭1~2 h,加入相应的一抗于4 ℃过夜孵育;TBST洗涤后,加入HRP标记的兔/鼠二抗,室温条件下孵育2 h,TBST洗涤后,用ECL化学发光试剂盒在Bio-Rad凝胶成像仪上显影,使用Image Lab分析条带灰度值。
1.8 蛋白质互作网络(PPI)、GO功能富集分析使用GeneMANIA(http://genemania.org/)生物数据库[13],基于已知和预测的蛋白质相互作用,构建蛋白质相互作用网络。借助R语言对GO的结果进行可视化处理。
1.9 统计学分析实验均独立重复3次,数据采用x±s表示,使用GraphPad Prism 8.0软件进行数据分析,各组间比较用单因素方差分析;两组数据的比较使用独立样本t检验。检验水准:α=0.05。
2 结果 2.1 M1、M2型巨噬细胞Coronin-1的表达 2.1.1 M1、M2型巨噬细胞表型的鉴定Real-time PCR结果显示(图 1A):处理细胞48 h后,IFN-γ+LPS处理组的iNOS mRNA表达显著高于Control组(P < 0.01),IL-4处理组与Control组之间的差异无统计学意义。IL-4处理组的ARG-1 mRNA表达显著高于Control组(P < 0.01),IFN-γ+LPS处理组与Control组之间的差异无统计学意义。Western blot结果显示(图 1B):IFN-γ+LPS处理组的iNOS蛋白表达显著高于Control组(P < 0.01),IL-4处理组与Control组之间的差异无统计学意义。IL-4处理组的ARG-1蛋白表达显著高于Control组(P < 0.05),IFN-γ+LPS处理组与Control组之间的差异无统计学意义。以上结果表明:IFN-γ+LPS刺激诱导细胞后,iNOS高表达;IL-4刺激诱导细胞后,ARG-1高表达。M1、M2型巨噬细胞诱导成功。
![]() |
1:IFN-γ+LPS处理组;2:IL-4处理组;3:Control组;a: P < 0.05, b: P < 0.01, 与Control组比较 A: Real-time PCR检测各组细胞iNOS、Arg-1、Coronin-1 mRNA转录水平; B: Western blot检测各组细胞iNOS、Arg-1、Coronin-1蛋白表达 图 1 M1、M2型巨噬细胞表型鉴定以及Coronin-1的表达 |
2.1.2 M1、M2型巨噬细胞Coronin-1的表达
Real-time PCR结果显示(图 1A):IFN-γ+LPS处理组的Coronin-1 mRNA表达显著高于Control组(P < 0.05),IL-4处理组与Control组之间的差异无统计学意义。Western blot结果显示(图 1B):IFN-γ+LPS处理组的Coronin-1蛋白表达显著高于Control组(P < 0.05),而IL-4处理组与Control组之间的差异无统计学意义。以上结果显示:M1型巨噬细胞的Coronin-1 mRNA和蛋白水平显著高于M2型巨噬细胞及对照组。
2.2 过表达或敲除Coronin-1对M1型巨噬细胞极化的影响 2.2.1 过表达Coronin-1细胞系的建立将pEGFP-C1-Coronin-1质粒转染RAW264.7细胞,经G418加压筛选后,RAW264.7-pEGFP-C1-Coronin-1细胞均带绿色荧光,提示稳定转染细胞系构建成功(图 2A)。
![]() |
1:Coronin-1 Plus组; 2:Coronin-1 KO组; 3:Control组; 4:Control+LPS阳性对照;a: P < 0.05, b: P < 0.01, 与Control组比较 A: 镜下观察pEGFP-C1-Coronin-1质粒稳定转染RAW264.7细胞的变化(×100);B: RAW264.7/lentiCRISPR-v2-Coronin-1测序结果; C: Real-time PCR检测Coronin-1 mRNA转录水平; D: Western blot检测Coronin-1蛋白表达; E: Real-time PCR检测iNOS mRNA转录水平; F: Western blot检测iNOS蛋白表达 图 2 过表达或敲除Coronin-1对M1型巨噬细胞极化的影响 |
2.2.2 CRISPR/Cas9敲除Coronin-1细胞系的建立
用lentiCRISPR-v2-Coronin-1慢病毒感染RAW264.7细胞,经嘌呤霉素筛选后,通过对扩增产物进行测序,结果显示(图 2B):RAW264.7-lentiCRISPR-v2-Coronin-1发生碱基插入及缺失,并在靶点的测序峰图显示有套峰现象,表明CRISPR/Cas9敲除细胞系构建成功。
2.2.3 Coronin-1过表达、敲除细胞系的鉴定Real-time PCR结果显示(图 2C):过表达组(Coronin-1 Plus)的Coronin-1 mRNA表达显著高于Control组(P < 0.05),敲除组(Coronin-1 KO)的Coronin-1 mRNA表达显著低于Control组(P < 0.01)。Western blot结果显示(图 2D):Coronin-1 Plus组的Coronin-1蛋白表达显著高于Control组(P < 0.05),Coronin-1 KO的Coronin-1蛋白显著低于Control(P < 0.01)。Coronin-1 Plus过表达率为50.2%,Coronin-1 KO敲除率为93.0%,表明Coronin-1 Plus细胞系和Coronin-1 KO细胞系构建成功。
2.2.4 Coronin-1过表达、敲除细胞系iNOS的检测Real-time PCR结果显示(图 2E):Coronin-1 Plus组的iNOS mRNA表达显著低于Control组(P < 0.01)。Western blot结果显示(图 2F):Coronin-1 Plus、Coronin-1 KO、Control均不表达iNOS蛋白。以上结果表明:M1型巨噬细胞Coronin-1表达显著高于M2型巨噬细胞及Control,而过表达Coronin-1不能将巨噬细胞极化为M1型,Coronin-1的高表达是由M1型巨噬细胞极化导致的。
2.3 PPI、GO分析构造蛋白质互作网络(图 3A),PPI分析结果显示:Tlr4、Capzb、Dkk1、Lbp、Tlr6、Ncf4、Ly96、Myd88等20个基因与Coronin-1和CD14存在相互作用关系。GO分析结果显示:这些基因主要富集在受体复合物、脂筏、膜微结构域、Toll样受体信号通路、模式识别受体信号通路、脂多糖介导的信号通路、肿瘤坏死因子的产生等(图 3B)。以上结果表明:Coronin-1不但参与LPS诱导的M1型巨噬细胞极化,而且与CD14存在直接或者间接的相互作用关系。
![]() |
图 3 Coronin-1与CD14共表达基因的PPI(A)、GO分析(B) |
2.4 过表达或敲除Coronin-1对CD14表达的影响
Real-time PCR结果显示(图 4A):Coronin-1 Plus组的CD14 mRNA表达显著高于Control组(P < 0.05),Coronin-1 KO组与Control组之间的差异无统计学意义。Western blot结果显示(图 4B):Coronin-1 Plus组的CD14蛋白表达显著高于Control组(P < 0.05),Coronin-1 KO组与Control组之间的差异无统计学意义。以上结果表明:Coronin-1过表达会引起CD14高表达。
![]() |
1:Coronin-1 Plus组; 2:Coronin-1 KO组; 3:Control组;a: P < 0.05, 与Control组比较 A: Real-time PCR检测CD14 mRNA转录水平; B: Western blot检测CD14蛋白表达 图 4 Coronin-1不同表达水平细胞CD14 mRNA和蛋白表达 |
2.5 过表达或敲除Coronin-1对LPS介导的M1型巨噬细胞极化的影响
Real-time PCR结果显示(图 5A):LPS(100 ng/mL) 处理48 h后,Coronin-1 Plus+ LPS组的iNOS mRNA表达显著高于Control+LPS组(P < 0.01),Coronin-1 KO+LPS组与Control+LPS组之间的差异无统计学意义。Western blot结果显示(图 5B):Coronin-1 Plus+LPS组的iNOS蛋白表达显著高于Control+LPS组(P < 0.01),而Coronin-1 KO+LPS组与Control+LPS组之间的差异无统计学意义。以上结果表明:Coronin-1过表达对LPS介导的M1型巨噬细胞极化有促进作用。
![]() |
1:Coronin-1 Plus+LPS组; 2:Coronin-1 KO+LPS组; 3:Control+LPS组;a: P < 0.01, 与Control+LPS组比较 A: Real-time PCR检测iNOS mRNA转录水平; B: Western blot检测iNOS蛋白表达 图 5 LPS处理后Coronin-1不同表达水平细胞iNOS mRNA和蛋白表达 |
2.6 Coronin-1正常表达、Coronin-1过表达CD14沉默的细胞系的建立 2.6.1 Coronin-1正常表达CD14沉默的细胞系的鉴定
Real-time PCR结果显示(图 6A):Control-CD14 KD组的CD14 mRNA表达显著低于Control组(P < 0.05)。Western blot结果显示(图 6B):Control-CD14 KD组的CD14蛋白表达显著低于Control组(P < 0.05)。以上结果表明:Control-CD14 KD细胞系构建成功,其沉默效率为54.3%。
![]() |
1: Coronin-1 Plus组; 2: Coronin-1 Plus-CD14 KD组; 3:Control组; 4: Control-CD14 KD组;a: P < 0.05, b: P < 0.01, 与Coronin-1 Plus组或Control组比较 A: Real-time PCR检测CD14 mRNA转录水平; B: Western blot检测CD14蛋白表达 图 6 CD14沉默的细胞系鉴定 |
2.6.2 Coronin-1过表达CD14沉默的细胞系的鉴定
Real-time PCR结果显示(图 6A):Coronin-1 Plus-CD14 KD组的CD14 mRNA表达显著低于Coronin-1 Plus组(P < 0.01)。Western blot结果显示(图 6B):Coronin-1 Plus-CD14 KD组的CD14蛋白表达显著低于Coronin-1 Plus(P < 0.05)。以上结果表明:Coronin-1 Plus-CD14 KD细胞系构建成功,其沉默效率为62.1%。
2.7 CD14在Coronin-1过表达的巨噬细胞M1型极化中的作用Real-time PCR结果显示(图 7A):LPS(100 ng/mL) 处理48 h后,Coronin-1 Plus+LPS组的iNOS mRNA表达显著高于Control+LPS组(P < 0.01),Control-CD14 KD +LPS、Coronin-1 Plus-CD14 KD+LPS组与Control+LPS组之间的差异无统计学意义。Western blot结果显示(图 7B):Coronin-1 Plus+LPS组的iNOS蛋白表达显著高于Control+LPS组(P < 0.05),Control-CD14 KD+LPS、Coronin-1 Plus-CD14 KD+LPS组与Control+LPS组之间的差异无统计学意义。以上结果表明:Coronin-1过表达在LPS介导的M1型巨噬细胞极化是通过CD14来发挥促进作用的。
![]() |
1: Coronin-1 Plus+LPS组; 2:Control+LPS组; 3:Coronin-1 Plus-CD14 KD+LPS组; 4: Control-CD14 KD+LPS组;a: P < 0.05, b: P < 0.01, 与Control+LPS组比较 A: Real-time PCR检测iNOS mRNA转录水平; B: Western blot检测iNOS蛋白表达 图 7 CD14在Coronin-1过表达的巨噬细胞M1型极化中的作用 |
3 讨论
巨噬细胞活化可被分成M1型巨噬细胞、M2型巨噬细胞两大类[14],其中M2型又可分为M2a、M2b和M2c三种类型[6]。M1(经典活化型),通常是由IFN-γ、LPS等刺激诱导巨噬细胞分化而来,CD86和MHCⅡ表达增高,分泌促炎介质iNOS、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)、白细胞介素(interleukin,IL)-1、IL-6、IL-12等。M1具有防御病原体侵入、抗肿瘤等功能。M2(替代活化型)通常是由IL-4或IL-13刺激诱导巨噬细胞分化而来,高表达CD206和Arg-1,在促进伤口的愈合以及组织重构等重要过程中发挥作用。肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage,TAM)是存在于肿瘤微环境中最为丰富的免疫细胞,约占其中免疫细胞的50%以上,研究表明TAM多具有M2的表型和功能[15],为肿瘤发生、发展和侵袭转移提供了便利条件。Coronins肌动蛋白细胞骨架调节因子家族共有7个成员,包括Coronin 1A(Coronin-1,p57,TACO,ClipinA)、Coronin 1B(Coronin-2,coroninSE)、Coronin 1C(Coronin-3)、Coronin 2A(Coronin-4,IR10,ClipinB,WDR2)、Coronin 2B(Coronin-5,ClipinC)、Coronin 6、Coronin 7(POD)[16]。Coronin-1广泛表达于白细胞中[17],对巨噬细胞中结核杆菌的持留[18]、T细胞的生存[1]至关重要。课题组在前期研究发现Coronin-1过表达能抑制巨噬细胞TLR4的表达[10],鉴于TLR4是M1型巨噬细胞诱导的重要途径,故推断Coronin-1可能参与了巨噬细胞的极化。本研究构建了M1、M2型巨噬细胞模型,研究了Coronin-1蛋白在不同极化类型中的表达量。结果显示M1型巨噬细胞Coronin-1的表达量高于M2组和对照组,证实了巨噬细胞的极化状态与Coronin-1存在一定的相关性。本研究构建了Coronin-1过表达、敲除细胞系,在此基础上研究巨噬细胞中Coronin-1不同表达水平能否引起巨噬细胞极化为M1型。结果显示M1型巨噬细胞Coronin-1高表达,但过表达Coronin-1不会使巨噬细胞极化为M1型。证实了Coronin-1与巨噬细胞极化的因果关系,即巨噬细胞极化可导致Coronin-1的高表达,但是Coronin-1的高表达不能直接导致巨噬细胞极化为M1型,提示Cononin-1参与了巨噬细胞极化的某个环节。
CD14是LPS受体,通过识别、结合LPS/LBP蛋白复合物,将LPS呈递给TLR4/MD-2[19]。本研究通过PPI和GO分析了Coronin-1和CD14蛋白互作和相关通路的富集,结果显示Tlr4、Capzb、Dkk1、Lbp、Tlr6、Ncf4、Ly96、Myd88等20个基因与Coronin-1和CD14存在相互作用关系。GO分析结果显示这些基因主要富集在受体复合物、脂筏、膜微结构域、Toll样受体信号通路、模式识别受体信号通路、LPS介导的信号通路、肿瘤坏死因子的产生等。本研究检测了Coronin-1不同表达水平的CD14表达量,结果显示Coronin-1过表达能引起CD14的高表达。用LPS处理Coronin-1过表达、敲除、正常表达3组细胞,结果显示Coronin-1过表达组的iNOS表达量高于对照组。为了探究Coronin-1过表达组经LPS处理后,iNOS的高表达是否是因为CD14的高表达引起,本研究构建了Coronin-1正常表达CD14沉默、Coronin-1过表达CD14沉默的细胞系,经LPS处理后,结果显示Coronin-1过表达CD14沉默组和Coronin-1正常表达CD14沉默组iNOS表达量没有差异,这表示Coronin-1过表达对LPS介导的巨噬细胞M1型极化的促进是通过CD14来发挥促进作用的,而Coronin-1正常表达CD14沉默组和对照组iNOS表达量没有差异。FU等[20]研究发现CD14沉默对TLR4的表达没有影响,CD14沉默的RAW264.7细胞中,高浓度的LPS仍能激活炎症反应通路。ESPARZA等[21]研究结果显示:在没有CD14的情况下,白蛋白可以在没有LBP的帮助下结合LPS单体,并将它们递送到TLR4/MD-2。由此推论:过表达Coronin-1引起的CD14上调在LPS刺激下能引起iNOS表达量升高,而沉默CD14后,LPS以CD14非依赖方式激活了炎症通路,iNOS表达量显示不具有显著性差异。目前,Coronin-1对CD14的影响机制尚不清楚,本研究结果可为进一步探讨Coronin-1与CD14的关系及其在巨噬细胞极化中的作用及机制奠定基础。
[1] |
MUELLER P, MASSNER J, JAYACHANDRAN R, et al. Regulation of T cell survival through coronin-1-mediated generation of inositol-1, 4, 5-trisphosphate and calcium mobilization after T cell receptor triggering[J]. Nat Immunol, 2008, 9(4): 424-431. |
[2] |
PICK R, BEGANDT D, STOCKER T J, et al. Coronin 1A, a novel player in integrin biology, controls neutrophil trafficking in innate immunity[J]. Blood, 2017, 130(7): 847-858. |
[3] |
HARALDSSON M K, LOUIS-DIT-SULLY C A, LAWSON B R, et al. The lupus-related Lmb3 locus contains a disease-suppressing Coronin-1A gene mutation[J]. Immunity, 2008, 28(1): 40-51. |
[4] |
KAMINSKI S, HERMANN-KLEITER N, MEISEL M, et al. Coronin 1A is an essential regulator of the TGFβ receptor/SMAD3 signaling pathway in Th17 CD4+ T cells[J]. J Autoimmun, 2011, 37(3): 198-208. |
[5] |
FERRARI G, LANGEN H, NAITO M, et al. A coat protein on phagosomes involved in the intracellular survival of Mycobacteria[J]. Cell, 1999, 97(4): 435-447. |
[6] |
SCHMIEDER A, MICHEL J, SCHÖNHAAR K, et al. Differentiation and gene expression profile of tumor-associated macrophages[J]. Semin Cancer Biol, 2012, 22(4): 289-297. |
[7] |
CHEN J J W, LIN Y C, YAO P L, et al. Tumor-associated macrophages: the double-edged sword in cancer progression[J]. J Clin Oncol, 2005, 23(5): 953-964. |
[8] |
OH H, PARK S H, KANG M K, et al. Asaronic acid attenuates macrophage activation toward M1 phenotype through inhibition of NF-κB pathway and JAK-STAT signaling in glucose-loaded murine macrophages[J]. J Agric Food Chem, 2019, 67(36): 10069-10078. |
[9] |
TANIGAWA K, SUZUKI K, KIMURA H, et al. Tryptophan aspartate-containing coat protein (CORO1A) suppresses Toll-like receptor signalling in Mycobacterium leprae infection[J]. Clin Exp Immunol, 2009, 156(3): 495-501. |
[10] |
周静瑶, 陈全, 周芳妮, 等. 冠蛋白-1不同表达水平对巨噬细胞iNOS、TLRs表达以及凋亡的影响[J]. 中国细胞生物学学报, 2017, 39(2): 148-156. ZHOU J Y, CHEN Q, ZHOU F N, et al. The effects of coronin-1 with different expression levels on iNOS and TLRs expression and apoptosis in RAW264.7 cells[J]. Chin J Cell Biol, 2017, 39(2): 148-156. |
[11] |
PŁÓCIENNIKOWSKA A, HROMADA-JUDYCKA A, BORZECKA K, et al. Co-operation of TLR4 and raft proteins in LPS-induced pro-inflammatory signaling[J]. Cell Mol Life Sci, 2015, 72(3): 557-581. |
[12] |
EDWARDS J P, ZHANG X, FRAUWIRTH K A, et al. Biochemical and functional characterization of three activated macrophage populations[J]. J Leukoc Biol, 2006, 80(6): 1298-1307. |
[13] |
WARDE-FARLEY D, DONALDSON S L, COMES O, et al. The GeneMANIA prediction server: biological network integration for gene prioritization and predicting gene function[J]. Nucleic Acids Res, 2010, 38(web server issue)): W214-W220. |
[14] |
ITALIANI P, BORASCHI D. From monocytes to M1/M2 macrophages: phenotypical vs. functional differentiation[J]. Front Immunol, 2014, 5: 514. |
[15] |
MANTOVANI A, SOZZANI S, LOCATI M, et al. Macrophage polarization: tumor-associated macrophages as a paradigm for polarized M2 mononuclear phagocytes[J]. Trends Immunol, 2002, 23(11): 549-555. |
[16] |
UETRECHT A C, BEAR J E. Coronins: the return of the crown[J]. Trends Cell Biol, 2006, 16(8): 421-426. |
[17] |
GATFIELD J, ALBRECHT I, ZANOLARI B, et al. Association of the leukocyte plasma membrane with the actin cytoskeleton through coiled coil-mediated trimeric coronin 1 molecules[J]. Mol Biol Cell, 2005, 16(6): 2786-2798. |
[18] |
JAYACHANDRAN R, SUNDARAMURTHY V, COMBA-LUZIER B, et al. Survival of Mycobacteria in macrophages is mediated by coronin 1-dependent activation of calcineurin[J]. Cell, 2007, 130(1): 37-50. |
[19] |
CIESIELSKA A, MATYJEK M, KWIATKOWSKA K. TLR4 and CD14 trafficking and its influence on LPS-induced pro-inflammatory signaling[J]. Cell Mol Life Sci, 2021, 78(4): 1233-1261. |
[20] |
FU Y J, XU B, HUANG S W, et al. Baicalin prevents LPS-induced activation of TLR4/NF-κB p65 pathway and inflammation in mice via inhibiting the expression of CD14[J]. Acta Pharmacol Sin, 2021, 42(1): 88-96. |
[21] |
ESPARZA G A, TEGHANEMT A, ZHANG D, et al. Endotoxin{middle dot}albumin complexes transfer endotoxin monomers to MD-2 resulting in activation of TLR4[J]. Innate Immun, 2012, 18(3): 478-491. |