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Mertk受体是Tyro3受体酪氨酸激酶亚家族的成员之一,与细胞的吞噬功能有密切关系,第一,Mertk受体分布在多种特异性和非特异性吞噬细胞的表面,如Sertoli细胞、RPE细胞、巨噬细胞、DC细胞等。第二,当Mertk基因敲除时,上述细胞的吞噬功能发生严重障碍,从而导致一系列疾病的发生,如雄性生殖障碍、视网膜色素变性、自身免疫性疾病等。尽管人们很早就了解到Mertk与吞噬功能之间的关系,但是它究竟在吞噬过程中的哪一个环节发挥作用尚不清楚。在吞噬的识别与黏附环节,有资料显示Mertk受体的配体Gas6/ProteinS能直接识别凋亡细胞,但也有资料显示,该受体与识别和黏附没有直接联系,只是在摄入的环节上起作用。在摄取环节,该受体是如何与已知的细胞吞噬机制发生联系,其信号传递途径和参与成分也不清楚。在吞噬泡的运输和消化环节,有许多迹象表明Mertk受体参与了调节,但是具体机制至今还没有揭示。
我们采用野生型和Mertk基因敲出小鼠的腹腔巨噬细胞和体外诱导的凋亡胸腺细胞作为研究对象,运用扫描电镜、激光共聚焦显微镜以及动态DIC成像技术等多种手段,详细记录了两种细胞的形态特征和运动差异,通过分子修饰和立体成像技术建构了凋亡细胞的吞噬模型,观察了Mertk受体与几个重要的信号转导分子之间的联系,最后采用原子力显微镜探索了测量吞噬力的方法。结果如下:
1、Mertk敲出小鼠的巨噬细胞在形态和运动方面出现异常,表现为细胞的极性消失,细胞边缘黏附力减弱,细胞的运动缺乏方向性,位移距离明显缩小。
2、Me-/-巨噬细胞在吞饮4μm以下的颗粒(包括大肠杆菌和微球)与野生型细胞相比无明显差别。两种细胞清除4μm以上的颗粒时,必须采用有受体介导的吞噬方式完成。两种细胞都具有基本的吞噬能力,但是凋亡细胞表达的某种特殊成分可以特异的激活Mertk受体介导的吞噬机制。
3、Mertk受体的配体Gas6不直接参与吞噬作用,某些特异的黏附受体如Integrinαvβ5很可能与Mertk受体协同完成吞噬过程。
4、原子力显微镜观察到吞噬野生型细胞和Mer-/-细胞在吞噬过程中施加力的方向和大小明显不同,提示两种细胞的吞噬方式可能不同。大吞饮抑制剂EIPA能有效抑制凋亡细胞的吞噬,说明巨噬细胞的吞噬方式与Fcγ的“拉链式”不同,是一种需要膜“ruffle”参与的“类似于大吞饮的吞噬”。
5、磷酸化的FAK397定位于野生型细胞的吞噬杯,敲除细胞虽然在凋亡细胞接触的部位也有磷酸化的FAK397,但定量分析磷酸化程度明显减少,说明Mertk受体的活化影响到FAK的磷酸化,但这种影响和吞噬过程没有直接联系。Mertk和FAK的上下游关系还不能确定。FAK861的磷酸化明显和Mertk受体无关。
6、PI3K抑制剂Wortmannin能抑制野生型细胞的吞噬作用,表现出和Mertk敲除细胞类似的“只粘不吞”的表征,说明Mertk受体的传导通路与PI3K的作用通路有紧密地关联。
7、尽管Mer-/-细胞具有一定吞噬能力,但是吞噬泡包括吞饮泡都有运输障碍,它们不能顺利的转移到细胞核周围,而是停留在细胞的外围。
结论:
1、Mertk受体与巨噬细胞的黏附、微丝和微管重构有密切关系。
2、Mertk受体不影响巨噬细胞的吞饮功能,但影响吞噬杯的形成。
3、Mertk受体介导的吞噬可能是一种类似于大吞饮的有受体介导的吞噬模式。
4、Mertk受体影响巨噬细胞在吞噬过程中的施力方向和大小。
5、Mertk受体介导的吞噬通路与Integrin受体、FAK和PI3K有密切关系。