Журнал клинической и клеточной иммунологии
Открытый доступ

Абстрактный

Гликолитический метаболизм по-разному связан с пролиферативным потенциалом и морфодинамической способностью в линиях макрофагов с дефицитом RAW 264.7 и Mafb/C-Maf

Герда Вентер, Митске Вейерс, Фрэнк Т.Дж.Оерлеманс, Ганеш Манджери, Джек А.М. Франсен и Бе Виринга

Предыстория: Макрофаги — это высокоспециализированные иммунные клетки различного происхождения развития, которые встречаются в континууме разнообразных функциональных состояний почти во всех тканях. Для того чтобы выполнять свою сложную роль в гомеостазе тканей и защите от патогенов, они должны быть способны жить с гетерогенными внешними питательными условиями в тканевых нишах и справляться с вариациями внутренних метаболических потребностей, которые определяются состоянием дифференциации, функциональной специализацией и иммунным вызовом. Целью настоящего исследования было получить более глубокое представление о том, как связаны метаболическая специализация и универсальность в судьбе и иммунной эффекторной функции макрофагов.
Методы: Были проанализированы in vitro фенотипические характеристики двух линий макрофагальных клеток с совершенно разным происхождением развития и поляризационной способностью, клеток RAW 264.7 и Maf-DKO. Используя биохимические и клеточно-биологические подходы и сканирующую электронную микроскопию, мы изучили метаболические профили этих двух типов макрофагов в отношении пролиферативной способности, морфологического вида клеточной поверхности и формы клеток, а также фагоцитарной активности как индекса морфодинамического потенциала.
Результаты: Сравнение общих характеристик углеводного обмена, включая уровни гликолитических ферментов гексокиназы (HK), пируваткиназы (PK-M2), лактатдегидрогеназы и никотинамидфосфорибозилтрансферазы (Nampt), потребление глюкозы и кислорода и скорость продукции лактата, а также внутриклеточные концентрации и окислительно-восстановительные отношения NAD(P)(H), показало, что клетки RAW 264.7 и Maf-DKO заметно похожи в том, что они оба в значительной степени зависят от использования гликолиза. В этом отношении они разделяют многие характеристики с первичными макрофагами. Поразительно, но эта однородная метаболическая сигнатура не транслируется в поведенческо-функциональные сходства, поскольку клетки RAW 264.7 имеют значительно более высокую скорость пролиферации, тогда как клетки Maf-DKO, по-видимому, морфодинамически более активны, образуют значительно больше выступов на поверхности мембраны и фагоцитируют комплементарные опсонизированные частицы гораздо эффективнее.
Заключение: Мы приходим к выводу, что глобальная скорость гликолиза в промежуточном метаболизме углеводов схожа для двух клеточных линий, но что они могут по-разному использовать этот важный путь, либо для подпитки высокой морфодинамической активности в клетках Maf-DKO, либо для поддержания роста клеток в быстро пролиферирующих клетках RAW 264.7. Наши выводы согласуются с идеей о том, что макрофаги могут однородно предпочитать использование быстрого времени реакции гликолиза, поскольку этот путь дает им возможность удовлетворять любые возможные краткосрочные потребности в энергии, необходимые для иммунной функции.