巨噬细胞对紫外线B诱导角膜基质细胞凋亡后的胞葬作用减轻炎症反应

Efferocytosis by Macrophages Attenuates Inflammatory Responses Following Ultraviolet B-Induced Apoptosis in Corneal Stromal Cells

作者信息Seung Hyeun Lee, Soo Jin Lee, Ahra Koh, Ki Hean Kim, Kyoung Woo Kim
PMID40673741
发布时间2025-07-01
DOI10.1167/iovs.66.9.49

实验完整度

包含体外细胞共培养模型(HCFs与M1巨噬细胞)和体内小鼠巨噬细胞减少模型,并通过TUNEL、RT-qPCR、Western blot、ELISA及流式细胞术进行功能与机制验证。

主要模型

人角膜基质成纤维细胞(HCFs) THP-1来源的M1巨噬细胞 Balb/c小鼠角膜巨噬细胞减少模型

重点核对

UVB辐照剂量150 mJ/cm²诱导HCFs凋亡 transwell共培养系统中M1巨噬细胞与BHCFs的比例(3×10^5细胞/insert) 氯膦酸盐脂质体结膜下注射时间和剂量(5 mg/mL,第-5天和-2.5天) 角膜巨噬细胞减少的确认(流式细胞术CD11b+F4/80+细胞比例) UVB体内照射剂量(1 J/cm²)

摘要

目的:探讨胞葬作用在紫外线B(UVB)诱导的角膜细胞凋亡后维持角膜免疫稳态中的作用及其对体内外炎症反应的影响。方法:人角膜基质成纤维细胞(HCFs)暴露于UVB辐射(150 mJ/cm²)以诱导凋亡,并与M1巨噬细胞使用transwell系统共培养。在该体外胞葬作用模型中,评估了UVB照射的HCFs(BHCFs)的胞葬相关标志物,包括乳脂球表皮生长因子8(MFG-E8)和MER原癌基因酪氨酸激酶(MERTK),以及炎症细胞因子如白介素(IL)-1β和IL-6。通过分析细胞因子谱和骨髓/巨噬细胞标志物表达的变化,评估了对邻近M1巨噬细胞的旁分泌效应。为了验证这些发现的生理相关性,通过结膜下注射氯膦酸盐脂质体建立了UVB暴露小鼠的体内小鼠模型,以减少角膜巨噬细胞。结果:BHCFs显示出更高的TUNEL阳性率,并且与M1巨噬细胞共培养时胞葬作用显著增加。这伴随着MFG-E8和MERTK的上调以及IL-1β和IL-6的下调。微环境中的M1巨噬细胞表现出IL-1β降低,转化生长因子β1增加,以及CD14、CD68、CD80和CD11c的下调。体内巨噬细胞减少损害了Mertk激活,未能抑制角膜中IL-1β的上调。结论:胞葬作用通过解决炎症和调节巨噬细胞表型,有助于UVB诱导凋亡后的角膜免疫稳态。这些发现支持角膜基质中存在胞葬机制。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
UVB诱导角膜基质细胞凋亡后,巨噬细胞胞葬作用是否通过调节炎症反应维持角膜免疫稳态?
核心机制
巨噬细胞通过胞葬作用清除UVB诱导的凋亡角膜基质细胞,上调MFG-E8和MERTK,下调促炎细胞因子IL-1β和IL-6,并通过旁分泌效应抑制M1巨噬细胞标志物,从而减轻炎症。
主要证据
体外共培养实验中,BHCFs与M1巨噬细胞共培养后,TUNEL阳性细胞和胞葬事件增加,MFGE8和MERTK表达上调,IL1B和IL6表达下调;体内巨噬细胞减少模型中,Mertk表达下降,Il1b表达升高。
研究意义
揭示胞葬作用在角膜基质中的免疫调节机制,为UVB诱导的角膜损伤和其他炎症性角膜疾病提供潜在的治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

UVB诱导HCFs凋亡模型建立

确定UVB诱导HCFs凋亡的合适剂量,并验证凋亡信号激活。

对不同剂量UVB(0-150 mJ/cm²)照射HCFs,通过MTT检测细胞活力,并通过RT-qPCR和Western blot检测凋亡相关标志物(Bax、Bcl-2、APAF1、caspase 9)。

2

体外胞葬作用共培养系统

模拟巨噬细胞对凋亡角膜基质细胞的胞葬作用,并观察其对炎症信号的影响。

将UVB照射的HCFs(BHCFs)与M1巨噬细胞在transwell系统中共培养,通过TUNEL和PKH26染色共定位检测胞葬事件,并通过RT-qPCR、Western blot和ELISA检测胞葬标志物和炎症因子。

3

旁分泌效应分析

评估胞葬作用对邻近M1巨噬细胞表型和炎症因子的影响。

在transwell共培养系统中,收集微环境中的M1巨噬细胞,通过RT-qPCR和Western blot检测M1标志物(CD14、CD68、CD80、CD11c)和细胞因子(IL1B、IL6、TGFB1)的表达,ELISA检测IL-6分泌。

4

体内巨噬细胞减少模型

验证巨噬细胞在UVB诱导的角膜炎症中的胞葬作用。

对Balb/c小鼠结膜下注射氯膦酸盐脂质体以减少角膜巨噬细胞,然后进行UVB照射,通过流式细胞术确认巨噬细胞减少,并通过RT-qPCR检测角膜中凋亡、胞葬和炎症相关基因表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基WELGENE--
最低必需培养基----
胎牛血清----
TrypLE Express酶----
佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯Sigma-AldrichP8139
脂多糖Sigma-AldrichL2630
干扰素-γBioLegend570216
杜氏磷酸盐缓冲溶液Gibco, Thermo Fisher Scientific--
UV照射系统VilberBio-Link
Transwell小室SPL Life Sciences37506
MTT试剂Sigma-AldrichM2128
二甲基亚砜----
Spectramax i3x酶标仪Molecular Devices--
NucleoZOLMacherey-Nagel740404.200
cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1622
QuantStudio 3实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
RIPA裂解缓冲液Sigma-AldrichR0278
蛋白酶抑制剂混合物Thermo Fisher Scientific78441
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23227
聚偏二氟乙烯膜Merck Millipore--
Mini-PROTEAN Tetra电泳槽Bio-Rad--
Bax抗体Proteintech60267-1-Ig
Bcl-2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7382
caspase 9抗体Cell Signaling Technology9502S
APAF1抗体Proteintech29022-1-AP
CD80抗体Proteintech66406-1-Ig
MERTK抗体Thermo Fisher ScientificPA5-15028
MFG-E8抗体Proteintech67797-1-Ig
β-actin抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
ECL Prime检测试剂MerckRPN2232
人IL-6 ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificEH2IL6
原位细胞死亡检测试剂盒Roche11684795910
Triton X-100----
含DAPI的VECTASHIELD防淬灭封片剂Vector LaboratoriesH-1200-10
PKH26红色荧光染料Sigma-AldrichPKH26GL
含PBS脂质体Encapsula Nanosciences LLCCLD-8901
NanoFil注射器World Precision Instruments--
35号钝头金属针World Precision InstrumentsNF35BL
脱氧核糖核酸酶IRoche10104159001
I型胶原酶Invitrogen-Gibco17018029
70 µm细胞过滤器SPL Life Sciences93070
可固定活力染料510BD Biosciences564406
TruStain Fc受体阻断剂BioLegend101320
APC-Cy7抗CD45抗体BD Biosciences557659
RY703抗Ly6C抗体BD Biosciences571456
BB515抗CD11b抗体BD Biosciences565586
RB705抗F4/80抗体BD Biosciences570288
Brilliant染色缓冲液BD Biosciences563794
UltraComp eBeads Plus补偿微球Thermo Fisher Scientific01-3333-42
BD FACSymphony A1流式细胞仪BD Biosciences--
GraphPad Prism软件GraphPad Software Inc.version

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
UVB照射
UVB剂量(150 mJ/cm²),照射时细胞覆盖的DPBS体积(750 µL/孔)
阅读提示:Methods: UVB Irradiation of HCFs
巨噬细胞极化
PMA浓度(50 nM,24小时),LPS浓度(100 ng/mL),IFN-γ浓度(20 ng/mL),极化时间(24小时)
阅读提示:Methods: Polarization of Macrophages From THP-1 Monocytes
体外共培养
transwell孔径(8.0 µm),M1巨噬细胞密度(3×10^5 cells/insert),共培养时间(24小时)
阅读提示:Methods: In Vitro Co-Culture System for Efferocytosis
体内巨噬细胞减少
氯膦酸盐脂质体剂量(5 mg/mL,5 µL),注射时间(第-5天和-2.5天),UVB剂量(1 J/cm²)
阅读提示:Methods: In Vivo Reduction of Macrophages in Murine Corneas, In Vivo Corneal UVB Irradiation, Figure 6A
流式细胞术分析
角膜消化条件(DNase I 0.002 g,胶原酶I 0.004 g,37°C 60分钟),抗体种类和克隆号
阅读提示:Methods: Flow Cytometry Analysis