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巴黎硫铁铝酸盐所在钛植入体骨免疫性调整机理商量中收获进展

钛及钛合金是常用的骨植入材料,当其植入人体后,体内免疫系统会识别为外来的异物,产生免疫反应。巨噬细胞是骨免疫反应的主要效应细胞,其功能性表达会影响随后的成骨细胞系行为。钛植入体表面的二氧化钛钝化膜是植入体直接与巨噬细胞接触的物质,对于骨整合具有重要意义。

Notch信号通路调控巨噬细胞极化机制获进展 近年来,胰岛素抵抗靶细胞如肝脏、脂肪、骨骼肌细胞及单核巨噬细胞在促炎/抗炎平衡中的调控作用越来越受到人们的关注。中山大学附属第三医院内分泌代谢病学科许海霞医生做为第一作者之一完成的Notch信号通路调控巨噬细胞极化机制相关研究取得突破性进展,论著已被Nature Immunology 接受,并于5月20日网络在线发表。巨噬细胞是天然免疫应答的重要细胞成份,主要有两种激活途径,经典激活的M1表型分泌促炎细胞因子,替代激活的M2表型分泌抗炎因子并与损伤修复有关。在以慢性炎症为特征的自身免疫性疾病及胰岛素抵抗、动脉粥样硬化等病理过程中,均观察到巨噬细胞向M1型极化、循环中促炎细胞因子表达增加,然而迄今为止,其具体机制不明。Notch基因主要调控细胞分化、增殖、发育等过程,在进化上高度保守,与肿瘤、神经退行性病变、遗传性疾病的发生发展关系密切。Notch信号通路在免疫系统中的研究主要集中在淋巴细胞发育、髓样细胞分化等方面,在巨噬细胞极化中的作用未见报道。许海霞医生自2006年起开始观察巨噬细胞促炎细胞因子表达的调控机制,先后在中山大学附属第三医院古洁若教授、美国康奈尔大学Xiaojing Ma教授和Xiaoyu Hu教授等直接指导下分别进行了肿瘤坏死因子的转录调控、Notch信号通路对炎症因子调控等研究。现阶段,市场上已有数个阻断Notch通路的药物进入临床试验阶段,用于治疗实体肿瘤或阿尔茨海默症,此研究结果进一步扩宽了其应用前景,为干预以白介素12等促炎因子升高为特征的疾病中采用Notch阻断剂提供了一定的理论依据。中山大学附属第三医院内分泌与代谢病学科是教育部国家重点学科和卫生部国家临床重点专科,近年来一直探讨慢性炎症和糖尿病的关系,研究结果先后已发表于Acta Diabetologica, Acta Pharmacologica Sinica, Metabolism, and Endocrinology等学术期刊。目前许海霞医生正在此平台从事糖尿病与肿瘤共患病分子机制的研究)。更多阅读《自然免疫学》发表论文摘要特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员郑学斌与曹韫真等开展合作,在钛植入体对巨噬细胞炎症功能调控的机理研究中取得新进展。研究人员利用原子层沉积技术结合紫外辐照及自组装单分子层方法,在不改变植入体表面形貌的基础上构建TiO2亲水薄膜和疏水薄膜,并形成亲水与疏水条带相间的结构。结果表明,相比于疏水表面,亲水TiO2薄膜表面更有利于巨噬细胞向抑炎症的M2极化表型转变,在亲/疏水条带相间表面能清晰观察到巨噬细胞形态的差异。M2型巨噬细胞通过分泌较多的相关因子促进前成骨细胞的成骨分化和矿化,对骨组织修复产生有利影响。

相关机理研究发现,TiO2薄膜表面的亲水性可通过影响两种特异性蛋白(纤连蛋白/FN和纤维蛋白原/FG)的构象来调节巨噬细胞的炎症功能。亲水表面的FN活性更高,细胞识别位点RGD更加暴露;而疏水表面的FG活性更高,γ链中细胞识别位点P1、P2片段更加暴露。巨噬细胞通过β1和β2整联蛋白分别识别FN和FG,因此亲水表面巨噬细胞β1整联蛋白表达较高,而疏水表面β2整联蛋白更易表达。进一步研究表明,β1和β2整联蛋白能够分别激活细胞内PI3K/Akt信号通路和NF-κB信号通路,相应地促进细胞向抑炎症和促炎症表型极化。

相关研究结果以Unveiling the Mechanism of Surface Hydrophilicity-Modulated Macrophage Polarization 为题发表在Advanced Healthcare Materials. 2018, 1800675 (DOI:10.1002/adhm.201800675) 杂志上,论文第一作者为上海硅酸盐所在读博士研究生吕林。

该工作得到国家自然科学基金、上海市科委等的资助与支持。

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