Макрофаги захищають від атрофії м’язів та сприяють відновленню м’язів у природних та природних середовищах
Ніколас Дюмон
Від Centre Hospitalier Universitaire de Québec – Centre de Recherche du Center Hospitalier de l’Université Laval, * та Département de Réadaptation, † Faculté de Médecine, Université Laval, City of Quebec, Quebec, Canada
Жером Френет
Від Centre Hospitalier Universitaire de Québec – Center of Recherche du Center Hospitalier de l’Université Laval, * та Département de Réadaptation, † Faculté de Médecine, Université Laval, City of Quebec, Canada, Canada
Анотація
Моноцити - це великі одноядерні клітини, які циркулюють у крові та диференціюються в макрофаги у вторгнених тканинах у відповідь на різні подразники. 1 Макрофаги мають сильну фагоцитарну здатність і можуть організувати запальний процес шляхом вивільнення широкого спектру цитокінів та хемокінів, таких як інтерлейкін (ІЛ) -1, фактор некрозу пухлини-α та запальний білок-2 макрофагів. 2, 3 Численні дослідження також продемонстрували, що макрофаги відіграють безпосередню роль у відновленні тканин завдяки вивільненню протизапальних молекул та анаболічних факторів росту IL-10, основного фактора росту фібробластів та інсуліноподібного фактора росту (IGF- 1). 4, 5, 6
У цьому дослідженні мишей, виснажених у макрофагах, піддавали розвантаженню та перевантаженню задніх кінцівок, щоб оцінити роль макрофагів у атрофії та відростанні м'язів. Наші результати показали, що макрофаги ні запобігають втраті м’язової сили, ні сприяють відновленню під час ранньої запальної фази (через 1 і 3 дні після перезавантаження). Однак вони відіграють ключову роль у зростанні та відновленні м’язів пізніше (через 7 та 14 днів після перезавантаження). Крім того, модель кокультури in vitro, в якій атрофовані міотрубки поєднували з макрофагами, що виражають протизапальний фенотип, показала, що наявність макрофагів захищає міотрубки від атрофії і що цей захисний ефект частково опосередкований вивільненням IGF-1.
Матеріали і методи
Тварини
Самці мишей C57BL/6 (22-24 г) з річки Чарльз (Сент-Констант, QC, Канада) отримували воду та їжу ad libitum і утримували 12-годинний цикл світло/темрява. Експериментальних мишей піддавали розвантаженню задніх кінцівок протягом 10 днів, використовуючи модифікацію методики, розробленої Морі-Холтоном та Глобусом. 17 Задні кінцівки потім перевантажували протягом 0, 3, 7 або 14 днів. В якості контролів використовували амбулаторних мишей. Мишей евтаназували вивихом шийки матки під наркозом. Усі процедури були затверджені Комітетом з догляду та використання тварин Університету Лаваль на основі рекомендацій Канадської ради з догляду за тваринами.
Виснаження моноцитів/макрофагів
Для визначення специфічної ролі моноцитів/макрофагів у відновленні м’язів від атрофії етопозид (VP-16, Sigma, St. Louis, MO), розведений у диметилсульфоксиді (15 мг/кг маси миші), вводили щодня протягом 3 днів перед перезавантаженням до кінця експериментального протоколу. Етопозид діє як інгібітор топоізомерази II і застосовується при лікуванні деяких злоякісних пухлин, таких як нелімфоцитарний лейкоз, для пригнічення проліферації білих кров’яних тілець. 18 мишам плацебо отримували щоденні ін'єкції диметилсульфоксиду. Вплив етопозиду на кількість лейкоцитів підтверджено проточною цитометрією, як описано раніше. 14 Коротше кажучи, кров відбирали шляхом серцевої пункції, інкубували блокуючий щурячий IgG (Sigma) та мітили 0,2 мг кон’югованих антитіл Ly-6G R-фікоеритрин щурів проти 0,4 миші F4/80 Кон'юговане з R-фікоеритрином антитіло (первинні антитіла, BD Pharmingen, Franklin Lakes, NJ) для виявлення нейтрофілів та макрофагів відповідно. Кон'югований з R-фікоеритрином щурячий анти-мишачий IgG використовували як антитіло до ізотипу при тих же концентраціях (BD Pharmingen). Проточну цитометрію проводили за допомогою проточного цитометра EPICS XL (Beckman-Coulter, Fullerton, CA).
Ізометричні властивості скорочення
Мишам вводили i.p. з бупренорфіном (0,1 мг/кг) як знеболюючим засобом та знеболювали пентобарбіталом натрієм (50 мг/кг) через 15 хвилин. 19 М'язи правої підошви ретельно розтинали, прикріплювали до електрода та інкубували в забуференному фізіологічному розчині солі (Кребса-Рінгера) з додаванням глюкози (2 мг/мл) для абсолютного та специфічного вимірювання сили м'язів, як описано раніше. 14, 20 Абсолютна сила м’язів являє собою загальну силу, що генерується м’язом, тоді як питома сила м’язів також враховує м’язову масу та довжину волокна. Після цього вимірювали довжину м’язів, видаляли сухожилля та зважували м’язи. Потім м’язи вбудовували в середовище для заморожування тканин (Triangle Biomedical Sciences, Дарем, Північна Кароліна), заморожували в ізопентані (2-метилбутан, Sigma), охолоджували в рідкому азоті і зберігали при -80 ° C до використання.