炎症与缺氧条件下 GMP 合规调节性巨噬细胞(TRI-001)的转录组特征:跨巨噬细胞亚型的比较分析

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1

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  为探究 TRI-001 在巨噬细胞谱系中的定位及在 PAOD 微环境中的响应,研究人员对比其与多种巨噬细胞亚型转录组,并分析缺氧及 LPS 刺激下的表达谱。发现 TRI-001 与 Mreg、Mreg_UKR 相似,且在刺激下激活趋化迁移通路,为 PAOD 细胞治疗提供依据。

  在血管疾病的治疗领域,外周动脉闭塞性疾病(PAOD)一直是临床难题。PAOD 患者因动脉狭窄或闭塞导致肢体缺血,伴随缺氧和炎症微环境,传统治疗手段难以有效促进血管再生。巨噬细胞作为免疫调节和组织修复的关键细胞,其不同亚型在炎症反应和血管生成中扮演着迥异角色。然而,现有巨噬细胞亚型的功能特性及在复杂病理微环境中的响应机制尚未完全明晰,尤其是如何利用具有特定功能的巨噬细胞亚型开发高效的细胞疗法,成为亟待突破的科学问题。
为填补这一空白,德国石勒苏益格 - 荷尔斯泰因大学医院(University Hospital Schleswig–Holstein)的研究团队开展了一项具有开创性的研究。他们聚焦于一种新型调节性巨噬细胞亚型 TRI-001,该细胞已通过良好生产规范(GMP)认证,正计划用于 PAOD 治疗的多中心临床试验。研究旨在系统解析 TRI-001 的转录组特征,明确其在巨噬细胞亚型中的分类定位,并揭示其在缺氧和炎症条件下的基因表达变化,为细胞疗法的临床应用提供理论支撑。相关成果发表在《Journal of Translational Medicine》,为 PAOD 的治疗开辟了新视角。

研究采用了一系列关键技术方法:首先通过磁珠分选从新鲜白细胞分离 CD14?单核细胞,利用优化的 GMP 协议诱导分化为 TRI-001,通过流式细胞术鉴定其表面标志物(如 CD11c、CD31、CD206 等)以确认细胞身份和纯度。其次,运用基于酶的缺氧模型(葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶处理)模拟缺血微环境,以脂多糖(LPS)刺激诱导炎症反应,提取不同处理组细胞的 RNA 进行 Illumina HiSeq 4000 转录组测序。同时,通过 Oris 细胞迁移实验检测 TRI-001 条件培养基对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)迁移的影响,并结合生物信息学方法(如主成分分析、层次聚类、基因集富集分析等)对数据进行深度挖掘。

TRI-001 的转录组特征与巨噬细胞亚型分类


通过主成分分析(PCA)和层次聚类分析发现,TRI-001 的转录组与调节性巨噬细胞(Mreg)及 Mreg_UKR 高度相似,聚为同一簇,而与 M0(未刺激)、M1(促炎型)、M2a(抗炎修复型)和 PCMO(部分去分化单核细胞)等亚型显著区分。特征性标记基因分析显示,TRI-001 高表达 CD11c、CD31、CD206 等 Mreg 相关标志物,进一步确认其作为新型 Mreg 亚型的分类地位。不同生产工艺(如培养温度、细胞因子浓度)导致 TRI-001 与 Mreg_UKR 存在细微转录差异,提示制造条件对巨噬细胞功能的潜在影响。

缺氧与炎症刺激下的基因表达动态


在缺氧(pO?<10 mmHg)和 LPS 刺激条件下,TRI-001 的转录组发生显著重塑。PCA 显示,缺氧和 LPS 处理组聚为同一簇,与正常对照组形成明显分离,表明两种刺激诱导的基因表达变化存在重叠。差异表达分析筛选出数百个显著调控基因,其中缺氧条件下激活的通路主要富集于趋化作用和细胞迁移(如白细胞趋化、粒细胞迁移),而抑制的通路涉及蛋白质合成和线粒体代谢。LPS 刺激则上调 CD14、CD274(PD-L1)、CD38 和 IDO1 等免疫调节分子,提示 TRI-001 在炎症微环境中可能通过调控免疫检查点和代谢通路维持免疫稳态。

功能验证与临床转化启示


尽管转录组分析显示缺氧诱导 TRI-001 的趋化迁移相关基因表达上调,但 Oris 实验中其条件培养基对 HUVEC 迁移的促进作用未达统计学显著,可能受限于样本量或转录后调控机制(如 mRNA 剪接、蛋白质修饰)。这一现象提示,从基因表达到功能表型的转化需综合考虑多层次调控网络。研究同时强调,TRI-001 在模拟 PAOD 微环境下展现出的独特转录响应,尤其是趋化通路的激活,为其在缺血组织中促进血管新生的临床应用提供了分子机制支持。

研究结论与意义


本研究系统刻画了 GMP 合规 TRI-001 的转录组全景,明确其作为新型 Mreg 亚型的独特地位,并揭示其在缺氧和炎症条件下的双重响应机制:既能通过激活趋化迁移通路促进血管再生,又能通过上调免疫调节分子避免过度炎症反应。这些发现不仅丰富了巨噬细胞亚型的功能图谱,更为 PAOD 的细胞治疗提供了极具潜力的候选细胞。尽管体外模型与体内复杂微环境存在差异,但 TRI-001 在转录水平展现的适应性特征,为其在临床试验中实现安全有效的治疗效果奠定了坚实基础。未来研究可进一步结合体内模型,深入解析 TRI-001 的作用轨迹和长效机制,推动巨噬细胞疗法从实验室向临床的跨越。

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