目的探究线粒体钙单向转运体(mitochondrial calcium uniporter,MCU)在模拟失重状态下对巨噬细胞极化的调控作用及其机制。方法体外培养小鼠骨髓来源巨噬细胞(bone marrow derived macrophage,BMDM),采用配对比较法将野生型(wild ty pe,WT)小鼠的BM DM分为2D回转模拟失重组和同步对照组,2D回转模拟失重组细胞在2D细胞回转仪中回转24 h模拟失重效应,同步对照组细胞在2D细胞回转仪中静置24 h;按照小鼠基因型将2D回转模拟失重的细胞分为LysM Cre、MCU f l/f l与同窝对照MCU f l/f l组,2组均在2D细胞回转仪中回转24 h模拟失重效应。采用实时荧光定量核酸扩增检测系统(realtime quantitative PCR detecting system,Q-PCR)和流式细胞术检测BMDM向M1、M2型巨噬细胞极化的能力;蛋白免疫印迹检测B M D M在模拟失重状态下巨噬细胞线粒体融合分裂蛋白的表达水平;实时荧光定量核酸扩增检测系统检测B M D M线粒体D N A拷贝数;转染线粒体特异性绿色荧光钙质粒Ad-4 m t-G C a M P 6检测B M D M线粒体钙信号;D C F H-DA活性氧探针检测BMDM活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。结果在24 h回转模拟失重处理后,WT小鼠的BMDM向M1型巨噬细胞极化的能力减弱(t=6.409、4.800、7.808、6.506,P均<0.01),向M2型巨噬细胞极化的能力增强(t=3.265、4.458,P均<0.05);线粒体融合蛋白Mfn2和OPA1表达下降,分裂蛋白Drp1表达增加;线粒体DNA拷贝数增加(t=10.06,P<0.01),ATP数目下降(t=15.6,P<0.01);线粒体Ca2+与ROS水平上升;BMDM MCU mRNA与蛋白表达水平都显著升高(t=7.824,P<0.01);敲除MCU后的BM DM向M2型巨噬细胞极化被抑制(t=8.574、5.155,P均<0.05),ATP水平显著下降(t=3.317,P<0.05),线粒体Ca2+与ROS水平的升高也受到抑制。结论在模拟失重状态下,MCU作为线粒体Ca2+内流的关键调控蛋白介导线粒体钙超载导致ROS水平上升,从而促进了巨噬细胞向M2型巨噬细胞极化。
