球盟会生物基因助力科研团队揭示牙髓干细胞调控巨噬细胞极化新机制

【文献解读】球盟会生物基因助力科研团队揭示牙髓干细胞调控巨噬细胞极化新机制

巨噬细胞是免疫反应的核心参与者，可分化为促炎型（M1）和抗炎型（M2）。M1型顺利获得释放促炎因子加剧炎症，而M2型则抑制炎症并促进修复，调控其极化平衡对炎症疾病治疗至关重要。间充质干细胞（MSCs）虽具免疫调节潜力，但存在来源受限及机制不明等局限。本研究利用牙髓干细胞（DFMSCs）的条件培养基（DFMSC-CM），深入解析其对巨噬细胞极化的调控作用及分子机制，为开发新型抗炎策略给予科研依据。

巨噬细胞是免疫系统的“双面卫士”，如何精准调控其极化平衡，是炎症疾病治疗的关键挑战！南方医科大学研究团队在《Stem Cells International》杂志上发表了一篇题为“Conditioned Medium Derived From Human Dental Follicle Mesenchymal Stem Cells Alleviates Macrophage Proinflammatory Responses Through MAPK-ERK-EGR1 Axis”的研究文章，揭示牙髓干细胞条件培养基（DFMSC-CM）顺利获得MAPK-ERK-EGR1轴调控巨噬细胞极化，为抗炎治疗给予新思路。而这项研究的核心验证工具，正是球盟会生物基因构建的EGR1敲除THP-1细胞系。

一、细胞分离与鉴定

研究团队从临床志愿者的第三磨牙牙髓组织中分离出牙髓干细胞（DFMSCs），并确认其具有间充质干细胞（MSCs）的典型特性：高表达CD90、CD105、CD73等标志物，低表达CD45和CD34，同时具备成脂、成骨和软骨分化能力。

图1 DFMSC 的分离和鉴定

二、DFMSC-CM 制备过程、质量控制和性能测试

DFMSC-CM顺利获得收集牙髓干细胞（DFMSCs）的无血清培养上清液，经超滤浓缩制备而成。实验发现，当CM中蛋白浓度为0.02 mg/mL时，巨噬细胞的活性和炎症因子表达最为理想，表明DFMSC-CM的制备过程稳定可靠。

图2 根据不同条件对蛋白质浓度和细胞活力的影响开发 DFMSC-CM 制备方案

三、巨噬细胞的诱导与共培养

研究团队使用THP-1细胞系诱导生成巨噬细胞，并在炎症条件下（LPS和IFN-γ刺激）与DFMSC-CM共培养。结果显示，DFMSC-CM显著降低了促炎细胞因子（如IL-1β、TNF-α）的表达，同时增加了抗炎细胞因子（如IL-10、CCL18）的表达，并引导巨噬细胞向抗炎的M2型转变，其表现为M1型标志物CD80的表达降低，M2型标志物CD206的表达上升。

图3 DFMSC-CM 在炎症条件下促进巨噬细胞在体外转化为抗炎表型

四、转录组测序与生物信息学分析

转录组测序分析发现，DFMSC-CM处理组与未处理组相比，差异表达基因主要富集在MAPK信号通路中。Western blot实验结果表明，DFMSC-CM显著激活了MAPK通路中的ERK1/2磷酸化，并上调了EGR1蛋白的表达。进一步实验顺利获得使用ERK1/2抑制剂PD98059阻断MAPK-ERK1/2通路，发现EGR1蛋白表达降低，促炎细胞因子表达增加，抗炎细胞因子表达降低，表明DFMSC-CM顺利获得MAPK-ERK1/2-EGR1轴调控巨噬细胞的极化。

图4 M1型和iCM型巨噬细胞的转录组测序分析

五、EGR1在巨噬细胞极化中的关键作用

研究团队为了进一步证实转录因子 EGR1 的作用，采用了EGR1敲除THP-1细胞系。实验结果表明，在EGR1基因敲除的巨噬细胞中，DFMSC-CM无法有效抑制促炎细胞因子的表达，且M2型标志物CD206的表达降低，M1型标志物CD80的表达增加，进一步证实了EGR1在DFMSC-CM调控巨噬细胞极化中的关键作用。