Analysis of the effects of magnetic levitation to simulate microgravity environment on the Arp2/3 complex pathway in macrophage
Analysis of the effects of magnetic levitation to simulate microgravity environment on the Arp2/3 complex pathway in macrophage
复制标题
磁悬浮模拟微重力环境对巨噬细胞Arp2/3复合通路的影响分析
DOI：
10.1007/s10867-021-09581-w
复制
发表时间：
2021-09
影响因子：
1.8
通讯作者：
Yang Hui
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Sufang;Zhang Nu;Di Jianglei;Zhao Wenjuan;Shi Guolin;Xie Ruiheng;Hu Bohan;Yang Hui
随着地球上自然资源的减少，当代和后代将需要探索太空，前往新的行星，这些行星将需要在没有重力或重力变化的条件下旅行。因此，长期空间飞行任务和对人类生物学的预期影响，如免疫功能的变化，越来越引起人们的研究兴趣。在这里，我们报告了对微重力的免疫反应机制的新发现，重点是巨噬细胞作为细胞模型。我们采用超导磁体产生模拟微重力环境，并在3个时间范围内（8、24和48 h）评估模拟微重力对RAW 264.7小鼠巨噬细胞系的影响。作为研究终点，我们测量了细胞活力，吞噬作用，并使用下一代测序来探索其变化机制。在微重力条件下，巨噬细胞的存活率和吞噬作用均明显下降。差异表达基因（DEG）通过两种方式鉴定：（1）重力依赖性DEG，在每个时间点比较μg样品和1 g样品;（2）时间依赖性DEG，在相同重力场内比较时间点样品。通过转录组分析并经分子生物学验证，我们的研究结果首次提示微重力可能通过靶向参与细胞骨架合成的Arp 2/3复合物，导致巨噬细胞免疫功能紊乱，从而影响巨噬细胞的吞噬功能。我们的研究结果有助于建立一个关于太空旅行生物效应的新兴学术体系。
With dwindling natural resources on earth, current and future generations will need to explore space to new planets that will require travel under no or varying gravity conditions. Hence, long-term space missions and anticipated impacts on human biology such as changes in immune function are of growing research interest. Here, we reported new findings on mechanisms of immune response to microgravity with a focus on macrophage as a cellular model. We employed a superconducting magnet to generate a simulated microgravity environment and evaluated the effects of simulated microgravity on RAW 264.7 mouse macrophage cell line in three time frames: 8, 24, and 48 h. As study endpoints, we measured cell viability, phagocytosis, and used next-generation sequencing to explore its changing mechanism. Macrophage cell viability and phagocytosis both showed a marked decrease under microgravity. The differentially expressed genes (DEG) were identified in two ways: (1) gravity-dependent DEG, compared μg samples and 1 g samples at each time point; (2) time-dependent DEG, compared time-point samples within the same gravitational field. Through transcriptome analysis and confirmed by molecular biological verification, our findings firstly suggest that microgravity might affect macrophage phagocytosis by targeting Arp2/3 complex involved cytoskeleton synthesis and causing macrophage immune dysfunction. Our findings contribute to an emerging body of scholarship on biological effects of space travel.
登录
查看更多内容
影响因子：
19
作者：
Pizarro-Cerdá J;Chorev DS;Geiger B;Cossart P
通讯作者：
Cossart P
通过免疫受体进行机械传感
影响因子：
30.5
作者：
Zhu C;Chen W;Lou J;Rittase W;Li K
通讯作者：
Li K
影响因子：
3.7
作者：
Chowdhury B;Seetharam A;Wang Z;Liu Y;Lossie AC;Thimmapuram J;Irudayaraj J
通讯作者：
Irudayaraj J
DOI：
--
发表时间：
2005
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Yu. F. Gagarin
通讯作者：
Yu. F. Gagarin
影响因子：
3.9
作者：
G. Sonnenfeld;J. Butel;W. Shearer
通讯作者：
G. Sonnenfeld;J. Butel;W. Shearer