IL-4与TGF-β诱导巨噬细胞对正常人肺成纤维细胞纤维化的影响及机制

《Molecular Medicine》：TGF-β, but not IL-4, polarized macrophages induce fibrotic responses in lung fibroblasts

　　

摘要

引言

巨噬细胞在肺纤维化的发生和调节中起着重要作用，其中抗炎性巨噬细胞会促进纤维化进程。白细胞介素-4（IL-4）和转化生长因子（TGF）-β对幼稚巨噬细胞的刺激会使其向抗炎性巨噬细胞分化，这类细胞常被用于研究其纤维化特性的体外实验。

目的

评估IL-4和TGF-β诱导的巨噬细胞对正常人肺成纤维细胞（NHLFs）纤维化反应的影响，以确定最适合用于体外模型系统的抗炎性巨噬细胞亚群。

方法

用IL-4或TGF-β刺激外周血单核细胞、人THP-1单核细胞和B细胞前体白血病细胞，以诱导抗炎性巨噬细胞的分化。以幼稚巨噬细胞作为对照。通过RNA测序分析全基因组转录组。将NHLFs与来自THP-1的分化巨噬细胞共培养，并进行条件培养基转移实验。通过免疫荧光检测纤维化反应。利用尺寸排阻柱按分子量分离条件培养基。利用分离出的条件培养基刺激NHLFs，以探究其中促进NHLFs激活的成分。使用TGF-β受体激酶抑制剂RepSox阻断NHLFs中的TGF-β信号通路。

结果

与TGF-β诱导的分化巨噬细胞共培养时，NHLFs中的α-平滑肌肌动蛋白（αSMA）水平升高；而与IL-4诱导的分化巨噬细胞共培养时则没有这种效应。仅TGF-β诱导的分化巨噬细胞产生的条件培养基能够增加NHLFs中的αSMA、I型胶原蛋白和纤维连接蛋白水平。通过分析TGF-β和IL-4诱导的分化巨噬细胞之间的转录差异，发现它们在分泌因子、细胞外基质（ECM）相关蛋白以及ECM调节因子和糖蛋白的表达水平上存在差异。尺寸排阻实验表明，含有大于100kD蛋白质的条件培养基部分仍具有促纤维化作用。后续RNA测序分析显示，TGF-β诱导的分化巨噬细胞中与TGF-β信号通路激活相关的多个高分子量促纤维化蛋白的表达增加。用RepSox预处理NHLFs可以阻断TGF-β诱导的条件培养基对NHLFs的促纤维化作用。

结论

TGF-β诱导的分化巨噬细胞促进了NHLFs的纤维化反应，而IL-4诱导的分化巨噬细胞则没有这种效果；TGF-β诱导的分化巨噬细胞的促纤维化活性是通过激活NHLFs中的TGF-β信号通路实现的。

引言

巨噬细胞在肺纤维化的发生和调节中起着重要作用，其中抗炎性巨噬细胞会促进纤维化进程。白细胞介素-4（IL-4）和转化生长因子（TGF）-β对幼稚巨噬细胞的刺激会使其向抗炎性巨噬细胞分化，这类细胞常被用于研究其纤维化特性的体外实验。

目的

评估IL-4和TGF-β诱导的巨噬细胞对正常人肺成纤维细胞（NHLFs）纤维化反应的影响，以确定最适合用于体外模型系统的抗炎性巨噬细胞亚群。

方法

用IL-4或TGF-β刺激外周血单核细胞、人THP-1单核细胞和B细胞前体白血病细胞，以诱导抗炎性巨噬细胞的分化。以幼稚巨噬细胞作为对照。通过RNA测序分析全基因组转录组。将NHLFs与来自THP-1的分化巨噬细胞共培养，并进行条件培养基转移实验。通过免疫荧光检测纤维化反应。利用尺寸排阻柱按分子量分离条件培养基。利用分离出的条件培养基刺激NHLFs，以探究其中促进NHLFs激活的成分。使用TGF-β受体激酶抑制剂RepSox阻断NHLFs中的TGF-β信号通路。

结果

与TGF-β诱导的分化巨噬细胞共培养时，NHLFs中的α-平滑肌肌动蛋白（αSMA）水平升高；而与IL-4诱导的分化巨噬细胞共培养时则没有这种效应。仅TGF-β诱导的分化巨噬细胞产生的条件培养基能够增加NHLFs中的αSMA、I型胶原蛋白和纤维连接蛋白水平。通过分析TGF-β和IL-4诱导的分化巨噬细胞之间的转录差异，发现它们在分泌因子、细胞外基质（ECM）相关蛋白以及ECM调节因子和糖蛋白的表达水平上存在差异。尺寸排阻实验表明，含有大于100kD蛋白质的条件培养基部分仍具有促纤维化作用。后续RNA测序分析显示，TGF-β诱导的分化巨噬细胞中与TGF-β信号通路激活相关的几个高分子量促纤维化蛋白的表达增加。用RepSox预处理NHLFs可以阻断TGF-β诱导的条件培养基对NHLFs的促纤维化作用。

结论

TGF-β诱导的分化巨噬细胞促进了NHLFs的纤维化反应，而IL-4诱导的分化巨噬细胞则没有这种效果；TGF-β诱导的分化巨噬细胞的促纤维化活性是通过激活NHLFs中的TGF-β信号通路实现的。