Macrophages form functional vascular mimicry channels in vivo

doi:10.1038/srep36659

.2016年11月11日11:6:36659。

doi:10.1038/srep36659。

巨噬细胞在体内形成功能性血管模拟通道

Faith H Barnett公司¹, 莫里西奥·罗森菲尔德¹, 马尔科姆·伍德¹, 威廉·基奥斯（William B Kiosses）¹, 臼井佳彦¹, 瓦伦蒂娜·马切蒂¹, 伊迪丝·阿吉拉尔¹, 马丁·弗里德兰德¹

附属公司

PMID： 27834402
预防性维修识别码：项目经理5105153
内政部： 10.1038/srep36659

巨噬细胞在体内形成功能性血管模拟通道

Faith H Barnett公司等。科学代表. 2016.

.2016年11月11日11:6:36659。

doi:10.1038/srep36659。

作者

附属

¹斯克里普斯研究所细胞和分子生物学系，地址：10550 N.Torrey Pines Rd，La Jolla，CA 92037，USA。

PMID： 27834402
预防性维修识别码：项目经理5105153
内政部： 10.1038/代表36659

摘要

巨噬细胞是先天免疫系统的关键细胞，已知其支持血管生成，但不被认为直接形成血管壁。在这里，我们发现在体内肿瘤和血管生成模型中，巨噬细胞在结构上形成原始的非内皮“血管”或血管模拟（VM）通道。这些通道通过静脉注射的染料进行灌注，在功能上与全身血管系统相连。由于两种模型都有缺氧微环境，我们假设缺氧可能是VM形成的重要介质。事实上，骨髓特异性HIF-1α的条件性基因缺失导致VM网络形成、染料灌注和肿瘤大小减少。虽然巨噬细胞VM网络与内皮血管系统有一些相同的特征，但在超微结构上有所不同。癌症干细胞已被证明能形成血管模拟通道。我们的数据表明，肿瘤相关巨噬细胞也会形成它们。这种新型血管模拟物的鉴定可能有助于靶向癌症治疗药物的开发。

PubMed免责声明

数字

**图1。野生型和CX3CR1中的单核细胞/巨噬细胞形成管状网络^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}老鼠。**
(**A–J**)所有图像都是从共焦Z堆栈生成的。(A类)在注射基质凝胶10天后，对野生型C57BL/6J小鼠分离的插头进行F4/80免疫组化。80层/四层⁺细胞相互连接形成管状网络。F4/80显示为红色，Hoechst核染色显示为蓝色。(B类)CX3CR1系列^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}网络前端的细胞（以绿色显示）正在以10天的周期延长丝状体（黄色箭头）。(**C–E类**)单个通道和合并通道的图像显示了CX3CR1的三维网络^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}同样为F4/80的单元格（绿色）⁺（红色）。蓝色核染色。(**F–H（飞行高度）**)（C–E）图像的Imaris 3D渲染。在这张图片中，有204个细胞，其中82%是F4/80⁺，76%是CX3CR1^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}谱系和54%都是CX3CR1^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}和F4/80⁺. (我)中方框区域内多核管（星号）的放大视图(**G公司**). 字母A–D表示结构中的不同分支。(J型)沿（I）中虚线的横向视图显示了多分支F4/80⁺管状结构及其相应的管腔（去除细胞核）。比例尺为20 嗯，N = 每组3-4人。

**图2。巨噬细胞网络形成的时间过程。**
(**A–L**)与CX3CR1隔离的插头中网络形成的时间过程^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}老鼠。CX3CR1系列^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}细胞呈绿色，CD31呈红色，Hoechst核染色呈蓝色。所有图像均为Z堆栈，代表性图像如2所示小时、5天和10天时间点。(**A–C**)图像显示插头2中的入侵细胞注射基质凝胶后小时。共计数131个侵袭细胞，其中33%为CX3CR1的单一阳性^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}，18%的CD31为单阳性，41%的CD31和CD31均为双阳性(**D–F）**入侵CX3CR1^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}细胞在5天内伸长并形成线状结构。定量分析显示67%为CX3CR1^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}7%CD31和8%双阳性。(**G–I型**)复杂的CX3CR1^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}注射matrigel后10天形成管状网络。定量分析显示64%为CX3CR1^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}，36%为CD31⁺30%为双阳性。可见一些类似于传统内皮血管的结构（白色箭头），具有明显的尖端细胞丝足（黄色箭头）。这些内皮血管样结构是CX3CR1^{绿色荧光粉/绿色荧光粉}阴性，CD31阳性。(**J–L型**)表示的Imaris 3D渲染(**G–I）。**比例尺为20 嗯，N = 每组4-6个。所有图像均为代表性图像，检测的2D图像或Z堆栈均大于265。

**图3。单核细胞对巨噬细胞成熟的抑制导致VM巨噬细胞的减少。**
(**A–D**)用c-Fms酪氨酸激酶抑制剂Ki20227（一种阻止单核细胞向巨噬细胞成熟的药物）治疗sc基质凝胶塞小鼠。在注射基质凝胶后7天，对小鼠实施安乐死，收集塞子，从皮下塞子中分离细胞，用F4/80、CD31、CD34和CD133抗体进行免疫标记，并进行流式细胞术。(A类)Ki20227减少F4/80⁺巨噬细胞减少67%。(B类)80层/四层⁺，CD31⁺人口减少了62%。(C类)80层/四层⁻，CD31⁺Ki治疗使人口翻了一番。(D类)Ki治疗导致F4/80下降61%⁺，CD34⁺，CD133⁺人口。此图表示一个N的实验 = 每组4-5只小鼠，显示一个插头分离物的流量数据，并在每个条形图上显示显著性。实验重复2次，结果相似。

**图4。基质凝胶中巨噬细胞相互作用的EM分析。**
**（A–E**)基质凝胶的电子显微镜（EM）显示不同时间点的主要细胞结构。(A类)3天时s.c.塞的EM。单个细胞包裹着一条没有基质凝胶的通道。在这个通道中，有一束胶原蛋白（箭头所示）。单元进程重叠。(B类)第7天s.c.塞的EM。两个或多个单元格排列在通道中。胶原（箭头所示）和碎片位于无基质凝胶区的两个细胞之间。这些细胞具有重叠的细胞进程。(C类)11天时s.c.塞的EM。至少有两个细胞（细胞核为蓝色）排列在潜在的管腔中。(D类)框的放大视图(C类)显示重叠的细胞进程。每个过程都被着色，以显示4个单独的过程。(E类)为了进行比较，显示了塞子表面的血管。胶原蛋白位于血管的白蛋白侧，内皮细胞的连接是端到端的。比例尺代表5 嗯。

**图5。巨噬细胞网络是一个功能性血管系统。**
(**A–G**)32的各种表示微米从CX3CR1上取下的9天基质凝胶塞的Z轴共聚焦图像^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}鼠标。小鼠静脉注射罗丹明凝集素。所有比例尺指示10 微米. (A类)CX3CR1的LSM映像^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}网络（绿色）、细胞核（蓝色）和静脉罗丹明凝集素（红色）。罗丹明凝集素在CX3CR1内^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}管，因此在合并图像中看不到。网络由298个CX3CR1-GFP组成⁺细胞（占总细胞的82%），覆盖26198个微米².编号 = 4. (B类)Imaris 3D渲染(A类). (C类)绿色CX3CR1^{绿色荧光蛋白/绿色荧光蛋白}伊玛瑞斯等值面呈半透明，显示CX3CR1管状网络内的罗丹明凝集素(D类)图像中的方框区域(C类)向左旋转，并相对于水平轴升高约30度。显示Z堆栈的一部分。(**E–G公司**)穿过其中一个分支的横切面显示出导管内的染料。(**H–J型**)**灌注分析**给小鼠注射基质凝胶并用Ki20227治疗(**H（H）**)或氯膦酸盐(我). 随后，给小鼠静脉注射3kD染料，收获塞子并通过分光光度法测量塞子内的染料。与对照组相比，Ki20227治疗使灌注减少70%。(我)与对照组相比，使用氯膦酸盐耗尽巨噬细胞可减少54%的灌注。(J型)LysM-Cre（+）中巨噬细胞的条件性遗传耗竭；26兰特^iDTR公司/+; CX3CR1系列^GFP公司/+与对照组相比，携带塞子的窝友减少了44%的灌注。灌注分析的数据代表了2-3个实验的综合结果。(**K–N（K–N）**)灌注实验的代表性图像。(**K（K）**)**Ki控制：**123个细胞覆盖62078的表面积微米²和68378卷微米^三.（五十） Ki-处理：88个电池盖75364 微米²(75,562 微米^三).（K–L）8.88 μm共焦Z堆叠截面。**（百万）**LysM-Cre（−）；26兰特^iDTR公司/+; CX3CR1系列^GFP公司/+：检测到879个细胞，735个是CX3CR1^GFP公司/+巨噬细胞覆盖381007 微米²（275292）微米^三).（N）LysM-Cre（+）；26兰特^iDTR公司/+; CX3CR1系列^GFP公司/+：共91个细胞，其中76个是CX3CR1^GFP公司/+巨噬细胞覆盖50741 微米²(56,893 微米^三).（M-N）Z轴为14.45 μm和13.6 μm，用于LysM-Cre（−）；26兰特^iDTR公司/+; CX3CR1系列^GFP公司/+和LysM-Cre（+）；26兰特^iDTR公司/+; CX3CR1系列^GFP公司/+分别为。

**图6。缺氧是VM网络形成的重要驱动因素。**
(A类)*LysM公司^Cre公司*/HIF-1α^{flox/flox公司}; Cx3cr1型^GFP公司/+小鼠皮下注射基质凝胶，10天后静脉注射3KD右旋糖酐。允许染料循环5-7次分钟后，对小鼠实施安乐死，采集塞子，用分光光度法测量染料。Cre公司⁺与对照组（Cre）相比，小鼠灌流减少55%⁻老鼠）。该图表示3个实验的组合结果。(B类)髓系特异性HIF-1α的敲除显著降低CX3CR1^GFP公司/+与对照组相比，细胞渗入堵塞物并伴随着网络形成的减少。(C类)**LysM公司**^克**/HIF-1α**小鼠植入B16/F10黑色素瘤细胞，每隔一天测量肿瘤大小，共14天。Cre公司⁺与对照组相比，小鼠在14天时肿瘤大小减少了67%。用N进行了两个实验 = 6-7只小鼠/组/实验。

**图7。巨噬细胞在肿瘤中形成灌注血管网。**
(**A–D**)图像表示38个激光通道微米Z堆叠表示一个A375人黑色素瘤裸鼠皮下肿瘤。在没有基质凝胶的情况下注射肿瘤细胞，在肿瘤切除前通过尾静脉注射3KD罗丹明葡聚糖来评估肿瘤灌注。采集肿瘤，固定并用以下抗鼠抗体进行免疫染色：(A类)赫斯特核染色（蓝色）(B类)CD11b（紫色）(C类)CD31（绿色）和(D类)iv 3 KD罗丹明葡聚糖（红色）。(E类)由四个荧光通道组成的合并图像(**A–D**). 注意，大多数灌注结构对CD11b呈强阳性。(**F–H（飞行高度）**)中白色方框突出显示的区域中单个激光通道的放大视图(**A–D**)表明静脉注射的染料定位于CD11b⁺非CD31的管状结构（蓝色箭头）⁺. (我)CD11b的Imaris 3D横截面绘制⁺图中用虚线白线描绘的船只(E类)显示染料位于CD11b管腔内⁺频道。(**J–N**)CD11b型⁺这些管子连接到表达CD31、CD11b的多核簇状结构，并通过全身注射的染料进行灌注。(J型)肿瘤相关巨噬细胞VM网络内玫瑰花状结构的低倍镜。圆形区域显示伊玛瑞斯渲染的肿瘤簇(**K–N**)它以茎状结构连接到以CD11b为主的管状网络（箭头所示）。簇是多核的（蓝色），表达CD31(**K（K）**)（绿色），CD11b(**L（左）**)（紫色），并通过系统注入的染料进行灌注(**M（M）**)（红色）。(N个)合并频道的图像。定量分析表明，检测到的细胞中有25%是CD11b⁺与61%的染料相关。所有比例尺均为20 嗯。

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1. Semenza G.L.通过低氧诱导因子1调节代谢。冷泉港定量生物学研讨会76，347–353，10.1101/sqb.2011.76.010678（2011）。-DOI程序-公共医学
1. Potente M.、Gerhardt H.和Carmeliet P.血管生成的基本和治疗方面。手机146、873–887、10.1016/j.Cell.2011.08.039（2011）。-DOI程序-公共医学
1. Moldovan N.I.、Goldschmidt-Clermont P.J.、Parker-Tornburg J.、Shapiro S.D.和Kolattukudy P.E.单核细胞/巨噬细胞对代偿性新生血管形成的贡献：在缺血心肌中钻取金属弹性蛋白酶阳性隧道。Circ Res 87378–384（2000年）。-公共医学
1. Kucera T.等人……通过基底细胞表面形成祖先血管腔。PloS one 4，e4132，10.1371/journal.pone.0004132（2009）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学
1. Lammert E.和Axnick J.血管腔形成。《冷泉港医学展望》2，a006619，10.1101/cshperspect.a006619（2012）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

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[3] Potente M.、Gerhardt H.和Carmeliet P.血管生成的基本和治疗方面。手机146、873–887、10.1016/j.Cell.2011.08.039（2011）。-DOI程序-公共医学

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[5] Moldovan N.I.、Goldschmidt-Clermont P.J.、Parker-Tornburg J.、Shapiro S.D.和Kolattukudy P.E.单核细胞/巨噬细胞对代偿性新生血管形成的贡献：在缺血心肌中钻取金属弹性蛋白酶阳性隧道。Circ Res 87378–384（2000年）。-公共医学

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[7] Kucera T.等人……通过基底细胞表面形成祖先血管腔。PloS one 4，e4132，10.1371/journal.pone.0004132（2009）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Kucera T.等人……通过基底细胞表面形成祖先血管腔。PloS one 4，e4132，10.1371/journal.pone.0004132（2009）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Lammert E.和Axnick J.血管腔形成。《冷泉港医学展望》2，a006619，10.1101/cshperspect.a006619（2012）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Lammert E.和Axnick J.血管腔形成。《冷泉港医学展望》2，a006619，10.1101/cshperspect.a006619（2012）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

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