Кд м2 расшифровка: Габаритная яркость LED-светильников – База знаний Novolampa

Содержание

Габаритная яркость LED-светильников – База знаний Novolampa

Габаритная яркость встречается в ГОСТ Р 54350-2015 «ПРИБОРЫ ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ. Светотехнические требования и методы испытаний» (в предыдущих редакциях в том числе), причем, как мы видим, ограничивается максимальное значение габаритной яркости, например не более 2 000/5 000 кд/кв.для разного типа помещений.

Значит, слишком яркий светодиодный светильник – это не так хорошо? Да. Светильники могу ослеплять, мешать работать, нарушать физиологические функции организма.

Поэтому светодиодные светильники при использовании в общественных помещениях должны соответствовать ряду качественных и количественных показателей освещения.



Что такое Габаритная яркость и как она измеряется?

Для комментария данного показателя сначала обратимся к понятию Яркость:

Яркость поверхности (L, кд/м2) – это отношение силы света, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению распространения света.

         


Габаритная яркость

  • это средняя яркость светящей поверхности видимой в данном направлении. Если разделить силу света на площадь видимой поверхности излучения, мы получим габаритную яркость.

    Если смотреть на светильник под углом, то сила света и видимая площадь изменятся, это нужно учитывать.



    Габаритная яркость LED-светильников для общественных помещений ( учебных)

    Например, требования к светильникам, используемым в учебном процессе, таковы:


    1. габаритная яркость используемых светильников не более 5 000 кд/кв. м;
    2. условный защитный угол светильников должен быть не меньше 90°;
    3. неравномерность яркости края плафона и его отверстия должна быть менее 1:5;
    4. цветовая коррелированная температура света – не более 4 000K;
    5. рекомендуемая мощность светодиодов не более 0,3 Вт.

    Рассмотрим П. 6.2.1.2 ГОСТ: «Для подвесных, потолочных и встраиваемых светильников с выходным отверстием, перекрытым рассеивателем, зона ограничения яркости определена углами:


    1. от 60° до 90°
    2. для светильников с разрядными лампами;
    3. от 0° до 90°
    4. для светильников с СД.
    5. Габаритная яркость в зоне ограничения яркости должна быть не более 5 000 кд/м.
  • Т.е. у нас указан угол ограничения яркости для общественных помещений

  • 0°-90°, значит мы будем рассматривать максимальную Яркость в данном диапазоне.

    Возьмем два светильника Geniled Офис 595×595, с рассеивателем «Опал» мощностью 30 Вт и 40 Вт


    Согласно диаграмме КСС, максимальной Силой света в диапазоне 0°-90°данные светильники обладают под углом 90° к его поверхности. Сила света при этом 1260/1680 кд., соответственно. Т.е. если прямо смотреть на светильник, то у него максимальная яркость. Итого, в первом случае 1260 кд делим на видимую площадь свечения светильника

  • 0,3 м2 (0,55*0,55=0,3025 м2) получаем габаритную яркость кд/м2.

    1 260 Кд / 0,3 м2 = 4 200 кд/м2,

  • не более 5 000кд/м2
  • подходит

    1 680 Кд / 0,3 м2 = 5 600 кд/м2,

  • более 5 000кд/м2 – не подходит

    Габаритная яркость LED-светильников для жилых помещений

    Подойдут ли данные светильники для жилых помещений?

    Для жилых помещений применим п. 6.3.1.2 : «Для подвесных, потолочных и встраиваемых светильников габаритная яркость в зоне ограничения яркости от 60° до 90° должна быть не более 5 000 кд/м»

    Соответственно, расчет будет с учетом ограничения яркости от 60° до 90°


    В данном диапазоне согласно графику максимальная Сила света в направлении 60°, она равна 580 Кд (775 Кд для светильника на 40Вт), следовательно, Габаритная яркость будет равна 580 Кд /(0,3м2x cos(60°))

    580 Кд/0,3м2x cos(60°)= 580 Кд/(0,3 м2 х0,5)=3 867 кд/м2.

  • не более 5 000кд/м2
  • подходит

    775 Кд/0,3м2x cos(60°)= 755 Кд/(0,3 м2 х0,5)=5 033 кд/м2.

  • более 5 000кд/м2
  • не подходит


  • Как сохранить освещенность?

    Соблюдая условия по габаритной яркости , тем не менее мы должны и учесть стандарты, которые содержат требование по количеству люксов на метр, в зависимости от типа помещения.

    Способы:


    1. проектировщику освещения необходимо набрать нужный уровень освещенности количеством соответствующих требованиям Габаритной яркости светильников;

    2. установить настенные светильники; обычно горизонтальную составляющую освещенности обеспечивают, добавляя в интерьер настенные светильники или торшеры. Использование в помещении хотя бы одного настенного светильника сразу делает светлыми и потолок и стены. И это важно, т.к. светлые стены — это важный фактор, избавляющий от ощущения «сидения в колодце». Настенные светильники помогут создать световой поток, идущий по горизонтали от стены к стене — это надежное решение, создающее световую атмосферу, похожую на атмосферу в помещении с большими окнами.

    Грамотное планирование освещенности жилого или общественного помещения залог успешности всякого проекта.

    Наши специалисты помогут Вам подобрать светодиодные светильники, соответствующие всем требованиям стандартов.

    Звоните 8 (800) 700-80-91 или присылайте запрос на почту [email protected]

    Яркость экрана телевизора | Равномерность подсветки | Комфортная яркость

    Главная > Параметры > Яркость

    Яркость (упрощенно) – равна отношению силы света к площади светящейся поверхности и измеряется в канделах на м2 или нитах. 1 кд/м2 = 1 нит

    Современные телевизоры имеют заявленную яркость экрана

    в 400-500 кд/м2 и даже выше. Разве что производители ЭЛТ-телевизоров скромно умалчивают о яркости, т.к. в силу ограничений технологии получить яркость выше 150 кд/м2 для них затруднительно, а выглядеть такие характеристики на фоне ЖК и плазмы будут бледно. Впрочем этого вполне достаточно в большинстве случаев. О чем это говорит? С одной стороны о том, что такие телевизоры можно смотреть практически при любой разумной яркости естественного или искусственного освещения.

    Но есть и другая сторона. Слишком высокая яркость утомляет глаза, особенно если телевизор с ярким экраном смотреть при слабом освещении или в полной темноте. Так что зритель, желающий сохранить свое зрение, первым делом будет яркость убавлять.

    Единственная область, где востребована такая высокая яркость – просмотр 3D-фильмов с помощью затворных очков, так как даже в открытом состоянии ЖК-затворы поглощают заметное количество света.

    Кстати, комфортная яркость экрана примерно 150-200 нит. А пункты 6.4, 6.5, 6.7 СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 ограничивают яркость предметов, попадающих в поле зрения при работе с компьютерами величиной в 200 кд/м

    2.

    Таким образом, можно сказать, что для любых современных телевизоров при покупке можно не обращать внимание на заявленную яркость экрана. Зато при выборе ЖК телевизоров желательно оценить равномерность подсветки. В основном это касается классических ЖК телевизоров и LED телевизоров с боковой (краевой – Edge) подсветкой. Лучше всего оценивать равномерность, выведя на экран белое поле. Хотя в некоторых случаях наоборот, неравномерность лучше видна на черном поле

    На рисунке слева изображен телевизор с равномерной яркостью подсветки, справа – с убыванием яркости от центра к краям (эффект преувеличен).

    

    Характеристики мониторов — на что обращать внимание при выборе

     

    Выбор любого компьютера или какого-либо комплектующего начинается с определения критериев, коими в данном случае являются технические характеристики. Согласитесь, при покупке, например, монитора определения «чтобы хорошо показывал» мало, надо знать, какого размера нужен дисплей, с каким разрешением, как он будет подключаться, для каких целей использоваться (для игр, офисной работы). Чтобы ответить на эти и целый ряд других вопросов надо знать, какие характеристики мониторов есть, какие важны, какие не очень, а о чем обычно в официальных спецификациях умалчивается.


    Содержание:


    Характеристики мониторов

    Давайте кратко перечислим те характеристики, которыми обладает каждый монитор без исключения. Сделаем небольшой гайд с кратким описанием, что это такое, насколько важен параметр, на что влияет и к каким значениям желательно стремиться.

    К сожалению, отнюдь не все характеристики можно встретить в описаниях на монитор, будь то экран ноутбука или дисплей для стационарного ПК. В то же время среди тех параметров, которые обычно скрываются, есть весьма интересные, которые могут повлиять на качество изображения.

    1. Тип матрицы


    Это указывается почти всегда. Основные используемые сейчас типы матриц – это TN, IPS, VA и их модификации. Более подробно можно прочитать в другом моем материале.

    2. Разрешение экрана

    Это размер экрана по вертикали и горизонтали в точках (пикселях). Наиболее популярные и часто встречающиеся в ноутбуках экраны имеют разрешение FullHD (1920×1080). Помимо этого, есть еще большое количество других разрешений, некоторые из которых встречаются чаще, некоторые реже.

    Физически эта характеристика означает количество пикселей на экране, из которых состоит изображение. Чем больше пикселей на единицу площади экрана, тем, в теории, более качественная картинка, т. к. пиксели становятся меньше и все менее и менее заметными. Пропадает «зернистость» изображения.

    В то же время не следует забывать и про стоимость. Чем больше разрешение, тем выше цена (в данном случае я оперирую неким усредненным дисплеем, и не сравниваю высококачественный экран с меньшим разрешением с бюджетным, но с более высоким разрешением).

    Если речь идет об игровом ноутбуке или мониторе, то следует учитывать и другой момент. При использовании видеокарт класса GTX 1070/1080 практически в любой игре вы сможете выставить настройки графики на максимум или близко к нему.

    Если же экран имеет разрешение 4K (3840 х 2160), то для того, чтобы получить удовольствие в играх от картинки на максимальных настройках графики, видеокарт GTX 1070/1080 уже может и не хватить. Может понадобиться установка пары таких видеокарт, а то и больше.

    3. Яркость

    Указывается в спецификациях на любой монитор. Это величина, измеряемая в кд/м2, (канделах на квадратный метр). Собственно, что это за характеристика, понятно из названия. Строго говоря, чем выше значение этого параметра — тем лучше. Отрегулировать экран, снизив его яркость, не составляет труда.

    Что касается экранов ноутбуков, то этот параметр важен еще по той причине, что сама конструкция этого вида компьютера допускает использование его не только в условиях офиса или дома, но и в поездках, на улице, где яркое солнце или иной источник освещения будет засвечивать изображение на экране.

    При небольших значениях яркости пользоваться таким экраном при ярком свете будет сложно. Если максимальное значение соответствует 300 кд/м2 или даже выше, то это означает, что яркий солнечный свет не станет помехой. В конце концов, лучше иметь запас по яркости, т. к. ее всегда можно уменьшить, а вот добавить того, чего нет – увы.

    4. Контрастность

    Этот параметр отражает отношение уровня яркости белого цвета к черному. Обычно его указывают в качестве отношения, например, 1000:1. Как и с яркостью, чем выше это значение – тем лучше. Изображение будет более естественным.

    Контрастность зависит от технологии изготовления матрицы. Так, IPS экраны уступают по этому параметру экранам, выполненным по технологии VA, не говоря уже об OLED, квантовых точках и т. п.

    Условно можно принять, что экраны с контрастностью 500:1 и менее можно отнести к посредственным. Лучше ориентироваться на значения 1000:1 и выше. Особенно если в своей работе вам приходится иметь дело с редактированием изображений, колоризацией и т. п.

    5. Динамическая контрастность

    Этот параметр указывается почти всегда, по крайней мере для обычных, не ноутбучных, мониторов. Согласитесь, что не привести в спецификации, например, значение 100000000:1 –упущение. Большие цифры привлекают внимание и нравятся потенциальным покупателям (при условии, что это не цена).

    Что означает эта характеристика? Это результат работы электроники монитора по подстройке изображения в каждый момент времени с целью улучшения «картинки». Происходит управление яркостью ламп с целью добиться высокой контрастности изображения.

    Я бы не стал обращать особого внимания на этот параметр, т. к. это скорее маркетинг, чем реальная характеристика, говорящая о достоинствах того или иного монитора. Тем более, что какой дисплей не выбери, количество нулей в значении динамической контрастности сосчитать трудно, да и не надо.

    6. Глубина черного цвета

    А вот этот параметр редко указывается в технических характеристиках, хотя на качество изображения влияет. При использовании монитора в обычных условиях, при дневном свете или искусственном освещении, оценить этот параметр может оказаться сложно.

    Другое дело, если вывести на экран картинку черного цвета, то при низком уровне внешнего освещения, или в полной темноте станет заметно, что черный цвет какой-то не совсем черный, а может даже больше походить на серый. Некоторые области экрана могут оказаться ярче соседних.

    Это все связано с тем, что для получения изображения на экране ЖК мониторов используется подсветка, и для отображения черного цвета она не выключается, а блокируется поворотом кристаллов таким образом, что они не пропускают свет.

    К сожалению, свет они ПОЧТИ не пропускают, часть света все же преодолевает этот барьер. На приведенной выше картинке можно заметить, что черный цвет имеет все же какой-то серый оттенок.

    Опять-таки, многое зависит от технологии изготовления матрицы. Черный цвет на экранах VA более похож на черный, чем, например, на IPS. Конечно, многое зависит от качества используемой матрицы, настроек, регулировок, но в целом это так. Лучше всех с черным цветом справляются экраны OLED, на квантовых точках и прочих новых технологиях.

    С определенной долей погрешности уровень черного можно вычислить, если поделить яркость на контрастность. Например, при яркости экрана 300 кд/м2 и контрастности 1000:1 получаем значение 0.3. Это означает, что пиксели черного цвета будут светиться (в теории, они вообще не должны светиться, и только в этом случае можно говорить про действительно черный цвет) с яркостью 0.3 кд/м2.

    Надеюсь, понятно, что чем ниже это значение – тем лучше, тем «чернее» будет черный цвет, уж простите за тавтологию.

    7. Тип поверхности экрана

    Рассматривая сами мониторы, можно заметить, что некоторые из них глянцевые, поверхность блестит, имеет зеркальный эффект. Другие же экраны наоборот, практически ничего не отражают и хорошо справляются с бликами. Различают два типа поверхности — глянцевую и матовую. Можно встретить и полуглянцевые модели, но это попытки скомбинировать достоинства обоих типов, уменьшив недостатки, присущие каждому из них.

    Так, к несомненным достоинствам глянца можно отнести лучшую яркость и контрастность, лучшую цветопередачу, изображение воспринимается более четким. Тем, кто работает с изображениями, лучше предпочесть именно этот тип.

    Есть и недостатки у глянцевых экранов. Это, конечно же, блики и отражения ярких предметов – светильников, светлых окон и т. п. Это может утомлять глаза. Такие экраны плохо подходят для ноутбуков, которыми часто пользуются на улице, при ярком солнце. Еще одна неприятная черта – несанкционированный сбор отпечатков пальцев экранами с такой поверхностью, как и других загрязнений. Лучше не тыкать в экран пальцами, дабы постоянно не оттирать остающиеся следы.

    Матовые экраны «по определению» не бликуют, лучше ведут себя при ярком свете, но дается это за счет ухудшения контрастности, цветопередачи. Есть и еще один недостаток, характерный для матовых экранов, это «кристаллический эффект». Проявляется он в том, что отображаемая точка не имеет четких границ, а может иметь некие неровные края с различными оттенками.

    Насколько он заметен – зависит от особенностей зрения. Кому-то такие «кристаллы» буквально бросаются в глаза, а кто-то их и не замечает. Тем не менее четкость изображения от этого страдает.

    8. Время отклика

    Параметр, который почти всегда указывается. Для тех, кто любит игры, это один из основных параметров экрана. От времени отклика зависит то, насколько четкой будет картинка в динамичных сценах. Проявляется он, например, в виде шлейфов, которые тянутся за быстро перемещающимся по экрану элементами изображения. Чем меньше время отклика – тем лучше.

    Этот параметр зависит от технологии изготовления применяемой в том или ином дисплее матрицы. Так, наиболее «скоростные» — TN экраны, и это едва ли не единственная (если не брать стоимость) причина того, что этот тип дисплеев еще не «умер». IPS – более медленные, а VA находятся между этими типами матриц по скорости отклика.

    Если экран выбирается для офисной работы, для серфинга в интернете, просмотра видеороликов, работы с изображениями, то этот параметр не сильно важен. Вот если вы истинный любитель виртуальных баталий, то экран с минимальным временем отклика – обязательное требование. И тут даже можно смириться с худшей цветопередачей, неважными углами обзора у TN матриц. Время отклика у них самое маленькое.

    9. Углы обзора

    Как можно понять из названия, это означает, под каким углом можно смотреть на экран, при котором изображение не теряет цветности, яркости, не ухудшается качество картинки. Тут явный аутсайдер – это TN матрицы. Особенности технологии таковы, что приблизиться к максимальным значениям не удается.

    Зато с этим хорошо у IPS панелей. Углы обзора в 178° как по вертикали, так и по горизонтали – обычное явление. Откровенно говоря, при столь большом угле изображение все же ухудшается, но столь катастрофических последствий, как у TN, тут нет. VA матрицы ближе к IPS, хотя немного и уступают им.

    Насколько важен этот параметр – зависит от того, как используется монитор. Если вы не собираетесь большой компанией просматривать ролики из ютуба или снятые на последней вечеринке, а используете монитор в гордом одиночестве, то углы обзора не столь важны.

    10. ШИМ

    Характеристика, которая практически никогда не указывается. Что такое ШИМ (англ. — PWM)? Это Широтно-Импульсная Модуляция, которая используется для регулировки яркости экрана. В чем суть возникающей проблемы?

    Как я уже упоминал при разговоре про глубину черного, в ЖК мониторах используется подсветка. Далеко не всегда нужна максимальная яркость свечения экрана, и ее требуется уменьшить. Как это можно сделать? Как минимум двумя способами:

    • Снизить яркость свечения ламп/светодиодов подсветки.
    • Заставить источники света включаться и выключаться, подавая на них импульсы с определенной частотой и скважностью, что воспринимается как снижение яркости свечения.

    Второй вариант и является ШИМ управлением яркостью. Чем он плох? Вот этим самым мерцанием ламп. Хорошо, если частота мерцания высока и составляет десятки кГц. Неплохо, если амплитуда импульсов невелика. Хуже, когда частота мерцания низкая, и это может стать заметным «на глаз».

    Принцип действия состоит в следующем. Для снижения яркости экрана импульсы на лампы подсветки подаются таким образом, что они часть времени включены, а часть – выключены. Например, при 50% яркости ламы половину времени горят, а половину времени нет.

    Результирующим значением отношения времени, когда подсветка включена, ко времени, когда выключена, будет тот или иной уровень яркости экрана. При дальнейшем снижении яркости время свечения ламп уменьшается, а время, когда они находятся в выключенном состоянии, увеличивается. Мерцание становится более заметным.

    Естественно, многое зависит от индивидуальных особенностей зрения. Кто-то мало реагирует на такое мерцание, а у кого-то через пару часов, фигурально выражаясь, глаза начинают «вытекать».

    Как бы то ни было, наличие ШИМ – это минус монитора. К сожалению, узнать о наличии или отсутствии этого неприятного эффекта можно либо из обзоров или отзывов на тот или иной дисплей, либо проверить это самостоятельно. Можно провести простую проверку, которая получила название «карандашный тест».

    Суть в том, что надо взять обычный карандаш и в плоскости экрана помахать им как веером. Естественно, дисплей должен быть включен. Если при быстром перемещении контуры карандаша видны, то, к сожалению, мерцание есть. Если же контуры не видны, то мерцания нет. Следует повторить тест на меньших значениях яркости.

    Если в выбранном мониторе ШИМ присутствует, то при наличии подробных обзоров, лучше узнать, как он действует. Если частота импульсов большая, или ШИМ задействован только при небольших значениях яркости, например, от 0 до 25-30%, а дальше используется непосредственное управление яркостью свечения ламп подсветки, то это не так плохо.


    Сейчас, если посмотреть на предлагаемые модели мониторов, у некоторых из них можно встретить обозначение «Flicker free», т. е. отсутствие мерцания. У ноутбуков я такое обозначение не встречал, но вот у обычных мониторов встречается. Такая маркировка означает, что мерцания нет, и это дополнительный плюсик к модели дисплея.

    11. Цветовой охват

    Еще одна характеристика, которая далеко не всегда указывается в спецификациях на монитор, но значение которой может оказаться одним из решающих аргументов в пользу той или иной модели. Чаще всего она указывается, когда производитель хочет подчеркнуть высокое качество установленной в ноутбук или монитор матрицы.

    Думаю, этому вопросу есть смысл посвятить отдельный материал, но сейчас расскажу кратко. Наверняка в обзорах на ноутбуки или мониторы вы видели подобную картинку. Это диаграмма цветового охвата экрана ноутбука Dell XPS 15.

    Эта разноцветная область – то, что видит человеческий глаз, те цвета и оттенки, которые мы можем различить. Треугольники внутри – диапазон отображаемых цветов конкретным монитором, а также границы, соответствующие принятым стандартам цветового пространства для компьютерного оборудования: мониторов, принтеров и т. п.

    Чаще всего используются два цветовых пространства:

    • sRGB – стандарт, разработанный в 1996-м году компаниями HP и Microsoft. Охватывает небольшую часть цветового пространства, доступного человеческому зрению.
    • Adobe RGB – стандарт, который шире sRGB и покрывает большее количество цветов.

    Обычно цветовой охват выражается в процентах от того или иного стандарта. Так, экран, покрывающий порядка 60% sRGB можно назвать посредственным, т. к. достоверную передачу цветов на нем получить сложно. Для офисной работы годится, серфить в интернете тоже, а для редактирования изображений такой монитор не подходит. Тут нужны дисплеи с цветовым охватом порядка 100% sRGB и выше.

    Как вывод, если хотите хорошую картинку с натуральным цветами, то цветовой охват нужен как можно шире, значение – чем больше, тем лучше.

    12. Глубина цвета

    Еще один параметр, который сложно найти в спецификациях на тот или иной монитор, но такая информация есть в характеристиках используемой матрицы. Если выражаться проще, то это – количество отображаемых цветов. Часто можно встретить, что монитор отображает 16.7 млн цветов. Это наиболее часто встречающееся значение данного параметра. Проблема в том, что достигаться это может разными способами.

    Напомню, что любой цвет формируется из трех основных – красный, синий, зеленый. Соответственно, матрица монитора имеет определенную разрядность на каждый такой цвет, измеряемую в битах. Если на каждый цвет имеется 8 бит, то получаем 256 оттенков каждого цвета, что в комбинации дает 16.7 млн цветов. Все хорошо, монитор показывает отлично, можно брать.

    А если каждый цвет кодируется не 8-ю битами? В дешевых дисплеях часто применяют 6-битовые матрицы, но в дополнение еще указывается аббревиатура «+FRC». Что означают эти буквы?

    Для начала надо учесть, что при 6-битном кодировании цвета можно получить 262 тыс. цветов. Как же получаются итоговые 16 миллионов? Вот именно за счет технологии FRC (Frame rate control).

    Суть состоит в том, чтобы получить «недостающие» полутона за счет показа промежуточного кадра с двумя другими цветами, которые в итоге дают те оттенки, которые недоступны для 6-битной матрицы. Фактически, имеем еще одно мерцание.

    Наличие FRC это плохо? Опять-таки, многое зависит от тех задач, которые выполняются на мониторе, и от особенностей зрения. Кто-то не замечает FRC, кого-то наоборот, это раздражает. Да и чисто субъективно, если приходится работать с цветом, то лучше бы иметь монитор с «честной» 8-битовой матрицей.

    Для профессионалов выпускаются мониторы с 10-битовой матрицей, позволяющей выводить более миллиарда оттенков. Думаю, не надо говорить, что стоимость таких мониторов не самая маленькая, и для офисного/домашнего/игрового применения вполне сгодится 8-битовый монитор или даже 6 бит+FRC, если мерцание не заметно и к экрану не предъявляются высокие требования.

    13. Частота обновления экрана

    В отличие от старых ЭЛТ мониторов, этот параметр не столь важен для дисплеев, выполненных по технологии ЖК, особенно, если все ограничивается офисной работой, серфингом в сети, просмотром видео. Если матрица выдает 60-75 Гц, этого более чем достаточно.

    На этот параметр следует обратить внимание тем, кто играет в игры, особенно с быстрым перемещением объектов на экране. Важно еще и то, какая видеокарта используется в данном случае. Если она способна выдавать большое количество FPS, то было бы лучше, чтобы и частота обновления экрана была выше.

    Если посмотреть на модели дисплеев, в том числе в игровых ноутбуках, то можно заметить, что предлагаются экраны с частотой обновления 120, 144 Гц или даже выше. В этом случае быстрое движение на экране будет более плавным и с меньшим размером шлейфов, тянущихся за перемещаемыми объектами.

    Строго говоря, в данном случае не только частота обновления, но и скорость матрицы важна. Пиксели, из которых состоит изображение, должны успевать изменять параметры свечения в зависимости от смены отображаемого изображения. Кстати, малое время отклика в сочетании с высокой скоростью обновления – реальные аргументы в пользу того, что технология TN по-прежнему актуальна для игровых мониторов.

    Надо упомянуть и то, что высокая скорость обновления экрана это неплохо, она позволяет снизить остроту проблемы рассинхронизации частоты кадров, которую выдает видеокарта, и скорости обновления картинки на мониторе. Это актуально для игр, и решать эту проблему помогает следующий параметр.

    14. NVidia G-Sync и AMD FreeSync

    Для начала кратко опишем проблему. Идеальная ситуация – это когда видеокарта формирует и выдает монитору каждый кадр с частотой, равной частоте обновления экрана. К сожалению, в каждый момент времени видеочипу приходится обсчитывать совершенно разные сцены, одни из которых более «легкие», и на них уходит меньше времени», другие же требуют заметно большего времени на рендеринг.

    В результате, кадры подаются на монитор с частотой выше или ниже скорости обновления экрана. При этом если видеокарта успевает обсчитать, выдать кадр, да еще и немного отдохнуть перед рендерингом следующего в ожидании очередного цикла обновления экрана, то особых проблем нет.

    Другое дело, если в игре выставлены высокие настройки графики и для расчетов сцены видеопроцессору приходится напрягать все свои кремниевые силы. Если же на расчет уходит много времени и кадр не готов к началу цикла обновления, тут возможны два сценария:

    • Цикл пропускается.
    • Отрисовка начинается тогда, когда кадр готов и подан на монитор.

    В первом случае необходимо задействовать режим вертикальной синхронизации V-Sync. Если к началу обновления экрана новый кадр не подготовлен, то продолжает отображаться предыдущий. Результат – появляющиеся микрозадержки изображения, подергивания. Зато картинка полноценная.

    Если режим V-Sync отключить, то движение станет более плавным. Правда, может появиться другая проблема. Если кадр подготовлен где-то внутри цикла обновления экрана, то кадр будет состоять из двух частей, старого и нового, который начнет отрисовываться с момента его подачи на монитор. Визуально это выражается в горизонтальных разрывах изображения, ступеньках.

    Более высокая частота обновления снижает остроту проблемы. Но полностью ее не решает. Помочь избавиться от этих неприятных проблем с изображением позволяют технологии NVidia G-Sync и AMD FreeSync.

    Как следует из названия, они предложены производителями видеокарт. Поэтому, при выборе монитора, в котором есть одна из этих технологий, следует учитывать, какая видеокарта стоит в вашем компьютере, или какую собираетесь поставить. Неразумно к видеокарте AMD покупать монитор с G-Sync и наоборот. Пустая трата денег на то, что использоваться не будет.

    Теперь о самих этих технологиях. Принцип действия их схож, но методы решения различаются. NVidia использует собственный программно-аппаратный способ. В мониторе есть специальный блок, отвечающий за работу G-Sync, а AMD обходится средствами протокола DisplayPort Adaptive-Sync, т. е. без установки дополнительных аппаратных блоков в монитор.

    В данном случае не важно, какими средствами решается проблема, важно то, что можно получить в итоге. Если кратко, то принцип действия G-Sync и аналога от AMD таков.

    Частота обновления экрана не фиксирована, а привязана к скорости рендеринга видеокарты. Изображение на мониторе появляется в тот момент, как кадр готов к показу. В результате, мы получаем не фиксированные, например, 60 Гц обновления экрана, а плавающее значение. Один кадр обсчитан быстро – и он сразу появляется на экране. Второй рендерится дольше – матрица дисплея ждет и не обновляет изображение, пока кадр не будет готов.

    В итоге имеем плавное изображение без разрывов и прочих артефактов. Таким образом, в случае с монитором, выбираемом для игр, идеальным вариантом является модель с наличием одной из этих двух технологий (с учетом совпадения производителя видеокарты в компьютере) и, желательно, с частотой обновления 120 Гц и выше. Правда, дешевым такой дисплей точно не будет.

    15. Интерфейсы

    Тут я подробно останавливаться не буду, т. к., думаю, и так понятно. Это установленные в мониторе разъемы для подключения к видеокарте. Для ноутбуков параметр вообще неактуальный, т. к. дисплей идет «в комплекте» и подключен изначально.

    Остальное

    Думаю, такие характеристик, как вес, размер, тип блока питания (встроенный или выносной), потребляемая мощность при работе и в простое, наличие встроенных динамиков, возможность крепления на стену и т. п. не является чем-то сложным и непонятным. Потому и описывать их я не буду.

    Заключение. Характеристики мониторов — какие важны больше, какие — меньше

    Надеюсь, я ничего важного не упустил. Если вдруг про что-то забыл написать – укажите это в комментариях, дополню, расширю, углублю. По результатам же сказанного становится ясно, что выбор монитора – это не только решение вопросов, связанных с требуемой диагональю, типом матрицы и разрешением.

    Для офиса этого, может, и хватит, но если дисплей выбирается для домашнего пользования, для игр, обработки изображений или других специфических задач, то для того, чтобы не разочароваться в покупке, приходится глубже влезать в характеристики монитора.

    Осложняется дело и тем, что свои корректировки вносит собственное зрение, которому не нравится, например, наличие мерцания, недостатки матового покрытия или заметна на глаз работа FRC. И не учитывать это нельзя, ибо глаза у нас одни и новых не будет.

    Есть и еще один «тонкий» момент – изначальная настройка монитора производителем. То, что он показывает «как-то не так» не означает, что он не может показывать лучше. Впрочем, калибровка монитора – дело кропотливое, и, порой, требующее специального оборудования. Как минимум, можно попробовать настроить параметры «на глаз», попытаться получить то изображение, которое будет нравиться визуально.

    Я сам недавно купил себе монитор, правда выбирал что-то недорогое на IPS или VA, и игровые «примочки» мне были не важны. Тем не менее, отсутствие мерцания было одним из основных критериев.

    Хороших вам покупок и пусть глаза кажут «спасибо» за правильно выбранный монитор.

     

    Что такое кд м2 у монитора. Неравномерная яркость жк мониторов. Применение в астрономии

    Многие производители ЖК-дисплеев в погоне за клиентом и громкими цифрами выпускают мониторы с завышенными минимальными и максимальными уровнями яркости. Порой, встречаются экземпляры, у которых не хватает регулировки по уменьшению яркости, чтобы выставить приемлемый уровень даже в хорошо освещенном помещении. Если же приходится работать за ЖК-монитором при минимальном освещении (например, ночью), то подобрать ЖК-монитор, позволяющий выставить безопасный уровень яркости становится совсем непростой задачей.

    Напомним, что для комфортной работы рекомендуется, чтобы соотношение яркостей объектов в поле зрения человека не превышало значение 1:10. В противном случае, глаз будет вынужден постоянно значительно перестраиваться при переводе взгляда с темного объекта на яркий и обратно, что приводит к повышенному утомлению.

    Проблема малой глубины черного цвета.

    Как уже упоминалось, устройство ЖК-дисплея обязательно включает в себя тыловую подсветку, которая, в идеале, должна излучать равномерный белый свет. В качестве подсветки ЖК-панели могут служить либо белые светодиоды, либо люминесцентные лампы. Оба типа тыловой подсветки обладают своими достоинствами и недостатками. Подробнее о типах подсветки смотри. Малая глубина черного цвета у ЖК-монитора вызвана просвечиванием лампы тыловой подсветки через поляризационный фильтр, что приводит к снижению контрастности изображения. Это недостаток был характерен для ЖК-мониторов первых поколений. Со временем, производители улучшали технологию и уже добились значений контрастности 3000:1 и выше, что можно считать вполне приемлемым результатом. Однако, в таких случаях, часто уровень контраста поднимается только за счет поднятия яркости белого цвета, но не за счет более глубокого черного цвета.

    Проблема восприятия структуры изображения.

    Дискретность элементов изображения особенно хорошо заметна на старых мониторах с невысоким разрешением. Пиксельная структура изображения в сочетании с высокой четкостью картинки у ЖК-монитора приводит к тому, что даже на плавных и ровных линиях, особенно на их границах, можно легко наблюдать дискретность объекта (его «зубастость»). Эта ненужная информация о структуре наблюдаемого объекта нагружает мозг оператора лишней информацией, а также бессознательно заставляет его напрягать зрение для более детального изучения структуры изображения, не несущей, на самом деле, никакой полезной информации. В ЭЛТ-мониторах такой проблемы не было по причине «размыливания» каждой точки изображения по сравнительно большому числу зерен люминофора и по некоторой окрестности точки (фокусировка), что приводило к сглаживанию резких границ элементов изображения. Для борьбы с этим недостатком ЖК-мониторов применяется аппаратное и программное сглаживание границ и элементов изображения. Например, технология Clear Type от Microsoft или сглаживание шрифтов в браузерах.

    Кроме того, пиксельная структура изображения на ЖК-матрице имеет ярко выраженную периодическую структуру. При этом, зрение человека гиперчувствительно к повторяющимся элементам изображения. Особенно при повышенном контрасте. Наверное, многим знакомы неприятные ощущения при разглядывании картинок с повторяющимися элементами — полосами, кругами и т.п. (см.Рис.1)

    Рис.1.Примеры структурированных изображений, вызывающих утомление зрения.
    Исследования показали, что аналогичным (может, не столь ярко выраженным) образом зрительная система человека реагирует и на структурированное изображение на ЖК-матрице, состоящее из отдельных пикселей.

    Как правильно выбрать монитор, который будет не очень дорогой и в тоже время иметь хорошие технические показатели. Ведь каждый хочет не только сэкономить свой бюджет, но и приобрести качественное и надежное устройство.

    На какие вообще характеристики необходимо смотреть при выборе нового монитора для своего компьютера? Наша цель сделать такой выбор, чтобы и качество картинки было хорошим и чтобы зрение не сильно нагружать. ТО есть мы попробуем выбрать «золотую середину»

    Вступление

    Всем привет, сегодня будем собирать все необходимые знания для правильного выбора монитора. Ведь вы явно не раз задумывались, какой выбрать экран, чтобы не сильно портилось зрение, не было большой нагрузки на глаза.

    Хотя нужно учитывать и любителей поиграть, для них тоже очень важно иметь хороший монитор, чтобы полностью насладиться игровым процессом. А может быть, вы сутками пишите статьи или какие-то документы и вам важно иметь яркий, четкий экран.

    Давайте ближе к делу, при выборе монитора в первую очередь следует обратить внимание на размер экрана. Измеряется он в дюймах, где стандартное значение для домашнего использования примерно 21-25 дюймов.

    Я считаю, что это оптимальное значение, монитор не маленький и в тоже время не очень большой и вполне комфортно умещается на компьютерном столике. Кстати, если вы часто смотрите фильмы на компьютере, то вот рекомендованное расстояние для минимального вреда для ваших глаз.

    Теперь следует обратить внимание на один из самых важных параметров, а именно матрица вашего будущего монитора, для этого следует знать несколько стандартных типов матрицы и понимать чем они отличаются.

    Что нужно знать о матрице монитора?

    Давайте разбираться. На данный момент распространены всего три типа матриц и наверное будет не трудно их запомнить:

    TFT – TN (устанавливаются на бюджетные мониторы, очень старая разработка)

    TFT – AH-IPS (Очень качественная матрица, с отличным углом обзора, но дорогая)

    TFT – MVA (Хорошая технология, для средних и дорогих мониторов, на мой взгляд лучшее соотношение цены и качества)

    В жизни, чтобы не заморачиваться пропускают одинаковое название и получается просто матрица типа:

    TN – самая дешевая модификация, встречается в бюджетных моделях мониторов, плохой угол обзора. То есть если вы будите смотреть на экран со стороны, то цвета будут сильно искажаться и нервировать, поэтому за такими дисплеями следует сидеть близко и исключительно напротив.

    IPS — матрица, одна из лучших и по сей день. Используется в большинстве мониторов средней и высокой цены. Отличается хорошим углом обзора и насыщенностью красок.

    MVA/ VA – хорошая матрица с отличным углом обзора, немного хуже чем ips, но невооруженным глазом этого не заметно, поэтому если не хотите переплачивать, то это лучший вариант.

    Кстати, вы можете увидеть на некоторых ценниках, рекламных плакатах или коробках сокращение LED и многие думают, что это лучший вариант, но это не тип матрицы, а всего лишь реклама подсветки.

    Да, тут нас часто пытаются ввести в заблуждение, но теперь вы знаете, что на надпись LED не стоит обращать внимание и путать ее с типом матрицы. Не забываем и про стандартные значения, например про частоту кадров, мониторы следует выбирать от 60Гц. Любители поиграть могут обратить внимание на такой параметр, как скорость отклика,в последнее время у всех мониторов все нормально с этим параметром, но все же напомню, чем меньше скорость отклика тем лучше.

    Почему важно знать о яркости и контрастности?

    Теперь обратите свое внимание на яркость приобретаемого устройства, измеряется она в канделах на квадратный метр. Например бюджетный монитор будет с яркостью примерно в 200 кд/м2. Но если вы будите использовать монитор с такой яркостью для игр, то скорее всего вы пожалеете, потому что краски будут более темными и во время игры некоторые объекты можно просто пропустить из-за того, что они нам будут казаться темным пятном. Чем больше будет яркость тем лучше.

    Но яркость нужно рассматривать в связке с контрастностью. Потому что мы можем увеличить яркость через драйверы видео карты и темные места станут более светлыми и их можно будет легко рассмотреть, но при этом все светлые цвета сольются в белое пятно. А если у монитора, хорошая контрастность, то он выдерживает регулировку яркости и оставляет все элементы отчетливыми. На бюджетных мониторах контрастность примерно 600:1 , у хороших 1000:1.

    Когда вы подвели первый итог и определились с техническими характеристиками можно посмотреть на дизайн, бренд и ценовую политику.

    И очень важно перед покупкой проверить монитор на наличие битых пикселей, для этого возьмите с собой флешку, на которую перед этим скачайте программу для тестирования TFT дисплеев на наличие выгоревших пикселей. Скачать программу прямо сейчас, бесплатно.

    А я подведу для вас небольшой итог по параметрам мониторов:

    Эконом Стандарт Высокая цена
    Тип матрицы (угол обзора) TFT-TN TFT-MVA TFT-IPS
    Яркость 200 кд/м2 250 кд/м2 300 кд/м2
    Контрастность 600:1 800:1 1000:1
    Размер 17-19 дюймов 19-23 дюйма 23 дюйма и более

    Надеюсь, данная статья вам пригодится. Ведь теперь приходя в магазин Вы знаете какой монитор выбрать для компьютера и в тоже время без ущерба для Ваших глаз.

    источник изображения http://4k-monitor.ru

    Хорошая и правильная настройка дисплея далеко не последняя задача, чтобы комфортно и качественно работать не только с изображениями, но и просто за компьютером. Заводские настройки мониторов всегда завышены по яркости и контрастности, производители не делают настройку вообще, а сами пользователи часто о ней просто не знают.

    Замечу, что речь пойдет о самой простой настройке экранов, профессиональная калибровка намного сложнее.

    Настраивать можно как программно (если ваш дисплей подключен к ПК с операционной системой, в которой есть средства для такой настройки), так и аппаратно. Подстройка с помощью кнопок меню мало чем отличается от подстройки картинки на современном телевизоре.

    Аппаратная настройка

    Начните с изучения кнопок на мониторе. Если ничего не понятно, то придется почитать инструкцию, либо использовать «метод ненаучного тыка» (не рекомендуется) . После того, как с кнопками управления девайса разобрались, можно переходить непосредственно к настройкам.

    Важное замечание: обеспечьте грамотное освещение! Если в монитор напрямую бьёт солнце или лампочка на 200 Вт, никакие настройки не спасут. По-хорошему, это отдельная большая тема, но сейчас несколько основных рекомендаций:

    • Яркий источник света не должен напрямую освещать монитор;
    • Свет не должен бить в глаза;
    • Лучше использовать равномерную рассеянную подсветку, например, в виде светодиодной ленты.

    Настройка и оценка качества изображения

    При работе с монитором с матрицей низкого качества, часто происходят ошибки при выборе цветов при обработке изображений, фотографий и на макетах для печати, при создании сайтов и ресурсов.

    Картинка ниже позволит оценить, насколько хорошо настроен монитор. На каждой половине картинки есть цифры 1 2 3 4 5

    Если на обеих полосах вы видите все цифры, то монитор настроен хорошо. Средний уровень покажет вам цифры 3. При совсем плохой настройке видны только 1 и 2.

    Запомните, сколько цифр у вас видно. С помощью этого после настройки вы сможете оценить качество проведенных улучшений.

    Но, для начала, небольшой оффтоп «с бородой»:
    «…Скачал программу „Очистка монитора от пыли“, посмеялся, установил, запустил. Монитор залило ровным грязно-серым цветом, клавиатура отключилась, клик мышкой не помогал.
    Взял салфетку, протер монитор от пыли, увидел еле заметную кнопку „Спасибо, можно выйти из программы“. Вышел, задумался, глядя на чистый монитор…»

    Поэтому сначала приводим в порядок саму поверхность, после чего переходим непосредственно к настройкам.

    Яркость

    Яркость следует настраивать так, чтобы на картинке черные цвета костюма и рубашки не сливались в единое целое и стал виден крест на заднем плане. Параметр яркости как раз и отвечает за различие деталей и темных цветов.


    Контрастность

    Отвечает за светлые цвета и их детали.

    На изображении для настройки контраста следует выбрать такое качество, чтобы на белой рубашке складки и пуговицы были четко заметными. Установите контрастность в ноль и постепенно её повышайте. Как только эти детали начинают исчезать, стоит вернуться чуть назад.

    Гамма

    Следующий важный параметр — гамма. Точную идеальную настройку её можно выполнить далеко не на всех мониторах, но приблизиться к идеалу всё-таки стоит. О хорошей настройке гаммы будут свидетельствовать пропавшие пятна светлых и тёмных оттенков в центре тестового изображения.

    Настройка серого

    Избавляет от лишних оттенков, которые искажают цвета на дисплее. Либо программно, либо аппаратно это делается с помощью регулировки 3-х основных цветов (red, green, blue). В идеале картинка с серыми полосами не должна перебиваться посторонними оттенками. Только оттенки серого.



    Идеал настройки серого.

    Программная настройка

    Программно запускаем средства калибровки (описано для Windows).

    В Windows 7 следует нажать кнопку «Пуск» и в строке поиска написать слово «калибровка». Запустить. Вам будет предложен ряд тестов по настройке изображения. Их совсем немного. Пройдите их.

    В Windows 10 в строке поиска надо ввести команду cttune , запустится ClearType, включить его и выбрать максимально удобные для ваших глаз отображения. Потом вводим команду dccw. Запустится калибровка цветов экрана, гаммы, яркости и контрастности. В тестах всё описано, читайте и следуйте советам.

    Проверка результата

    Теперь вернитесь в начало статьи и посмотрите на первое изображение с цифрами. В самом начале я просила их запомнить. Если вы улучшили настройки, то увидите как минимум на одну цифру больше.

    Настройте правильно и в итоге вы будете приятно удивлены тем, что умеет ваш монитор!

    Настроили монитор? За дело: профессия « ».

    Этот обзор является дополнением к статье о мониторе .

    Яркость и контрастность являются важными критериями при выборе монитора. Пожалуй, это один из немногих моментов в выборе техники, когда есть хотя бы какой-то смысл опираться на сухие цифры.

    Яркость измеряется в канделах на квадратный метр. Эта фраза ничего не говорит 99% пользователям, поэтому мы немного расскажем об этом. Лампа накаливания мощностью 100 ватт имеет яркость около 100 кандел. Не стоит думать, что 1 ватт = 1 кандела, просто совпадение. С яркостью 1 канделы светит обычная свеча. Это и есть второе название канделы – свеча, которое уже не используется.

    У многих читателей возник вопрос, почему яркость измеряется в кандалах на квадратный метр, а не просто в канделах. Дело в том, что если измерять яркость в обычных единицах, то чем больше будет размер диагонали экрана, тем выше будет яркость. Потребителя же в первую очередь интересует то, насколько будет интенсивно светить каждая точка экрана.

    Если у монитора яркость составляет 250 кандел на квадратный метр, то вычислить абсолютное значение не сложно. К примеру, монитор с диагональю размером 23 дюйма имеет площадь поверхности около 0,2 квадратных метров. То есть, всего он будет излучать 75 кандел света. Это очень достойное значение.

    Считается, что для работы с офисными приложениям требуется яркость 70-110 кд/м2, что может обеспечить почти любой современный ЖК-монитор. Для просмотра видеофильмов и игры в игры часто требуются большие значения, особенно если в игре вы бродите по подземелью и там темно.

    В век ЭЛТ-мониторов многие пользователи страдали в таких ситуациях. Мониторы на основе электронно-лучевой трубки не могли достичь большой яркости, так как возможности люминофорного покрытия были ограничены. Вдобавок ЭЛТ-мониторы быстро выгорали. Сейчас это в прошлом.

    С контрастностью все гораздо сложнее. Под контрастностью подразумевается отношение светимости белого пикселя и черного. Конечно, черный пиксель не может светиться, поэтому само название “черный” очень условно.

    ЖК-монитор вообще не может дать черного цвета. Для примера, ЭЛТ-дисплеи это могли, так как свет там испускало люминофорное покрытие под действием потока электронов. Нет электронов – нет света, а значит, вы видите черный.

    У ЖК-мониторов свет испускается диодами или лампами, а матрица только контролирует его уровень. Жидкие кристаллы не способны заблокировать свет полностью, поэтому настоящего черного цвета в ЖК-дисплеях нет. Контрастность – это отношение светимости пикселя в белом и черном состоянии. 1000:1 означает, что белый пиксель на экране в 1000 раз ярче черного.

    Производителя сами не занимаются измерением контрастности, они так экономят. Они просто переписывают паспортные данные матрицы в свои паспорта. Конечно, такой “халтурный” подход не касается профессиональных моделей от NEC.

    Увидеть подобные эффекты не сложно. Просто возьмите редактор PAINT, который включен в комплект любой версии операционной системы Windows и нарисуйте большой черный квадрат. Смотрите на него и выключите монитор. Если вы видите разницу, то у этого монитора с контрастностью проблемы.

    Стоит отметить, что у современных моделей разницу истинного черного и подсвеченного черного цветов сложно заметить при комнатном освещении. Если вы задались целью проверить эту теорию, то лучше экспериментируйте вечером без света или при задернутых шторах.

    Серьезная разница между паспортной и реальной контрастностью заключается в желании производителей поставить в паспорта мониторов как можно большие цифры. Они переписывают их у производителей матриц, так как прекрасно понимают, что реальные значения будут ниже.

    На заводах по производству матриц во время тестирования всегда прикладывают к жидким кристаллам максимальные значения напряжения электрического поля, тогда как в реальности электроника мониторов может работать хуже. Не стоит сравнивать дорогое лабораторное оборудование с начинкой дисплеев стоимостью 200 долларов.

    Выводы. Не стоит доверять цифрам в паспортах. Яркость можно легко оценить “на глаз”. Находясь в магазине, просто “выкрутите” яркость на максимум и вы поймете, на что способен тот или иной дисплей. Проверить контрастность куда тяжелее. Можно попробовать также “выкрутить” контрастность на максимум, и посмотреть на какую-либо очень пеструю картинку.

    Продолжаем разбираться в современных технологиях и характеристиках телевизоров. В мы говорили о таких характеристиках, как тип экрана, диагональ и разрешение. Сейчас мы рассмотрим не менее важные характеристики телевизоров: время отклика матрицы, контрастность, яркость, углы обзора.

    Параметр времени отклика матрицы стал приобретать значение с появлением телевизоров, экран которых представляет собой матрицу. При выборе плазменного телевизора на этот показатель можно не обращать внимания. Время отклика измеряется в миллисекундах (мс) и выражает время, за которое пиксель переходит из одного состояния в другое (например, переходит от белого цвета к черному, а затем — снова к белому). В среднем время отклика жк-экранов составляет от 2 до 10 мс.

    Время отклика матрицы LCD/LED-экрана приобретает значение при просмотре динамичных сцен. Телевизоры с большим временем отклика выдают в таких случаях «смазанную» картинку: за быстродвижущимися объектами образуются шлейфы остаточного свечения. Чтобы впечатления от покупки не портились, подбирайте время отклика сообразно целям использования вашего телевизора. Для просмотра фильмов, передач подойдет экран со временем отклика 8-10 мс, но если вы планируете подключать компьютер, ограничьтесь значением до 5 мс.

    КОНТРАСТНОСТЬ

    Под контрастностью принято понимать отношение яркости светлого участка экрана телевизора к темному. Например, значение 10 000:1 означает, что белые участки ярче темных в 10 000 раз. Уровень констрастности определяется тем, насколько насыщенным выглядит темный цвет, и насколько ярко отображается белый цвет. Чем выше контрастность, тем больше деталей и оттенков можно рассмотреть на экране.

    Для качественного воспроизведения видео в HD-формате собственной (статической) контрастности матрице недостаточно, поэтому производители придумали технологию, позволяющую увеличить этот показатель. Современные телевизоры автоматически регулируют яркость экрана на основе анализа содержания кадра. Для сцен с низкой освещенностью излучается меньше подсветки, это придает большую глубину темным цветам; светлые кадры, наоборот, становятся ярче.

    Отсюда возникает понятие динамической контрастности , т.е. контрастности, измеренной с учетом автоматических регулировок яркости. LED-подсветка матрицы существенно увеличила контрастность, поэтому LED-телевизоры отличаются четким и глубоким изображением (в отличие от обыкновенных ЖК).

    ЯРКОСТЬ

    Для того, чтобы глазам было комфортно смотреть телевизор при любом освещении (естественном или искусственном) у телевизора должна быть высокая яркость. В противном случае, просмотр телевизора обернется чрезмерной нагрузкой на зрение и приведет к усталости.

    Показатель яркости измеряется в силе света на кв.м. (кд/м 2). Самая большая яркость у «плазм», это очевидно, ведь сама технология плазменных телевизоров предполагает самосвечение элементов экрана. ЖК-матрицы пока не достигли таких показателей яркости, т.к. поток света, исходящий от ламп или LED-подсветки должен преодолеть слой не совсем прозрачных жидких кристаллов.

    Обычно значение яркости ЖК и LED-телевизоров лежит в пределах 300-600 кд/ м 2 , в то время как яркость плазменного телевизора составляет 1000 кд/ м 2 и выше. Но не стоит спешить с выводами! Слишком высокая яркость влечет за собой потерю контрастности (однако некоторые недобросовестные производители по понятным причинам предпочитают об этом не упоминать). Во всем должна быть золотая середина.

    Чтобы вам было легче подобрать оптимальное сочетание контрастности и яркости, отталкивайтесь от следующих данных:

    • бюджетный телевизор — яркость от 300 кд/ м 2 , контрастность от 1000:1;
    • телевизор средней ценовой категории — яркость от 400 кд/ м 2 , контрастность от 5000:1;
    • дорогая модель телевизора — яркость от 600 кд/ м 2 , контрастность от 20 000:1.



    И, все же, слишком много яркости не бывает, тем более, ее можно легко отрегулировать. Единственное правило, которого следует придерживаться — не устанавливайте ваш телевизор напротив окон, иначе солнечный свет испортит все впечатление.

    УГЛЫ ОБЗОРА

    Угол обзора — это такой угол к плоскости экрана, при просмотре с которого изображение видно без искажений. Характеристика стала актуальной с появлением цифровых тв. Возможные искажения изображения связаны с самой структурой жк-матрицы. Дело в том, что подсветка экрана (лампы либо светодиоды) находится на очень маленьком, но все же расстоянии от пикселей матрицы. Из-за этого свет попадает в «зазор» между пикселями и лампами, область рассеивания ограничивается.

    На практике это выражается в том, что с увеличением угла просмотра мы замечаем снижение яркости и контрастности, качество картинки постепенно ухудшается. Самое лучшее изображение мы видим, находясь перпендикулярно к экрану. В пределах +/- 60 о наблюдаем изображение приемлемого качества. Следовательно, картинка без искажений доступна при значении угла обзора равном приблизительно 120 о.

    Дорогие и тонкие телевизоры имеют больший угол обзора (170-175 о). Для бюджетных моделей характерны значения около 160-170 о. Здесь есть маленькая хитрость: при правильной установке вы легко сможете избежать «неподходящих» углов! Поэтому важно подумать, куда вы собираетесь установить телевизор.

    Для «плазмы» данная характеристика не столь важна. Принципиально другая технология обеспечивает большой угол обзора (175-180 о).

    Светотехнические параметры и понятия. Часть 1. Справочная информация

    Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю, но нужны для правильного описания цветового фона.

    Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.

    Светотехнические параметры и понятия.

    1 — Видимое и оптическое излучение

    Весь окружающий нас мир образуется видимым и оптическим излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).

    УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.

    ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.

    2 — Световой поток (Ф)

    Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.

    Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.

    3 — Люмен

    Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.

     

    4 — Освещенность (Е)

    Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).

    Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).

    Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.

    На картинке представлены: а — средняя освещенность на площади А, б — общая формула для расчета освещенности.

    5 — Сила света (I)

    Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.

    I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).

    Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.

    КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.

     

    6 — Яркость (L)

    Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.

    L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.

    Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.

    В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.

    Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.

    Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.

    7 — Световая отдача (H)

    Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.

    Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.

    Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.

     

    8 — Цветовая температура (Тц)

    Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. При изменении температуры источника света, тональность излучаемого света меняется от красного к синему. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.

    Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия + 273) К.

     

    Пламя свечи — 1900 К

    Лампа накаливания — 2500–3000 К

    Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К

    Солнце — 5000–6000 К

    Облачное небо — 6000–7000 К

    Ясный день — 10 000 — 20 000 К.

    9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)

    Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.

    Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.

     

    Показатели цветопередачи:

    Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)

    Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)

    Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)

    Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)

    Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)

    Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)

     

    Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.

    Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra

    Читайте также:

    Люмен, люкс, кандела, ватт, мощность светового потока. Как в этом разобраться?

    Люмен, люкс, кандела, Ватт, мощность, световой поток, сила света. Не всегда легко разобраться, что означают эти значения. Мы поможем вам с этим, ниже вы найдете статью, в которой простым языком написано в каких случаях все эти значения взаимосвязаны.

    Люмен (лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ. Где СИ — система единиц физических величин, (фр. Le Syst?me International d’Unit?s, SI).

    Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд ? ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4? люменам.

    Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминисцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,63·10 в 28 степени лм.

    Люмен — полный световой поток от источника. Однако, это измерение обычно не принимает во внимание сосредотачивающую эффективность отражателя или линзы и поэтому не является прямым параметром оценки яркости или полезной производительности луча фонаря. У широкого светового луча может быть тот же самый показатель люмен, как и у узкосфокусированного. Люмены не могут использоваться, чтобы определить интенсивность луча, потому что оценка в люменах включает в себя весь рассеянный бесполезный свет.

    Люкс (лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.

    Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 кв м при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен .

    100 люменов собрали и спроецировали на 1-метровую квадратную область. Освещенность области составит 100 люкс. Те же самые 100 люменов, направленные на 10 квадратных метров, дадут освещенность 10 люкс.

    Кандела (кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 в 12 степени Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. Стерадиа?н (русское обозначение: ср, международное: sr) — единица измерения телесных углов.

    Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо’льшая энергетическая интенсивность.

    Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 кв см при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.

    Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.

    Сила света типовых источников:

     Источник Мощность, Вт Примерная сила света, кд
    Свеча 1
    Современная (2016 г) лампа накаливания 100 100
    Обычный светодиод 0,015 5 мкд
    Сверхъяркий светодиод 1 25
    Сверхъяркий светодиод с коллиматором 1 1500
    Современная (2016 г) люминесцентная лампа 20 100

    Black Diamond – фирма-законодатель мирового профессионального альпинистского и скалолазного снаряжения. Бренд выпускает высококачественные налобные и подвесные фонари, которые можно использовать даже на глубине одного метра под водой в течение получаса. BD предлагает туристические осветительные приборы с показателями светового потока до 200 люмен при сравнительно небольшом весе. Многие фонари наделены несколькими режимами освещения для удобства работы на альпинистском маршруте и в быту. Яркие, легкие, аккуратные и практичные, фонари БлекДиамонд не подведут даже в самой экстремальной ситуации.

    Световой поток фонарей (лм)

    big LED-high, big LED-med, big LED-low, 5 MM — High, 5 MM — medium, 5 MM — low

     Фонарь Black Diamond (BD) Световой поток, (лм)
    Icon 200
    Spot new 200
    Cosmo new 90
    Wiz new 30
    Ion 80
    Ember Power Light 150
    Orbit Lantern 105
    Voyager Lantern 140
     Фонарь Petzl Световой поток (лм)
    Tikka XP 180
    MYO XP 140

    Все фонари Black Diamond

    Основные светотехнические единицы измерения, применяемые в светотехнике и светодиодном освещении

    СВЕТОДИОДНЫЕ ПРОЖЕКТОРЫ

    Завод производит cветодиодные прожекторы (модель ПРС PRS) купить в г. Москве от завода производителя Светорезерв www.svetorezerv.ru

    Свет и излучение

    Под светом понимают электромагнитное излучение, вызывающее в глазу человека зрительное ощущение. При этом речь идет об излучении в диапазоне от 360 до 830 нм, занимающем мизерную часть всего известного нам спектра электромагнитного излучения.

     

    Световой поток Ф

    Единица измерения: люмен* [лм]. Световым потоком Ф называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека. Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминесцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,8 × 1028 лм.

     

    Сила света I

    Единица измерения: кандела** [кд]. Источник света излучает световой поток Ф в разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность излучаемого в определенном направлении света называется силой света I.

     

    Освещенность Е

    Единица измерения: люкс*** [лк]. Освещенность Е отражает соотношение падающего светового потока к освещаемой площади. Освещенность равна 1 лк, если световой поток 1 лм равномерно распределяется по площади 1м2.

     

    Яркость L

    Единица измерения: кандела на квадратный метр [кд/м2]. Яркость света L источника света или освещаемой площади является главным фактором для уровня светового ощущения глаза человека.

     

    Цветовая температура

    Единица измерения: Кельвин**** [K]. Цветовая температура источника света определяется путем сравнивания с так называемым «черным телом» и отображается «линией черного тела». Если температура «черного тела» повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 K, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света — 6000 K.

     

    Распространенные цветности света

    Существуют следующие три главные цветности света: тепло-белая < 3300 K, нейтрально-белая 3300 — 5000 K, белая дневного света > 5000 K.

     

    Цветопередача

    В зависимости от места установки ламп и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью различных степеней «общего коэффициента цветопередачи» Ra. Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света. Для определения значения фиксируется Ra сдвиг цвета с помощью восьми указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

     

    * Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд × ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.

     

    ** Канде́ла (обозначение: кд, cd; от лат. candela — свеча) равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·1012 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.

     

    *** Люкс (обозначение: лк, lx) — единица измерения освещённости, равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм

     

    **** Ке́львин (обозначение: K) — единица измерения температуры, один кельвин равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. Пересчет в градусы Цельсия. С = K − 273,15

    Профилирование транскрипции позволяет идентифицировать новые регуляторы поляризации макрофагов

    PLoS One. 2018; 13 (12): e0208602.

    , Концептуализация, Формальный анализ, Исследование, Методология, Программное обеспечение, Проверка, Визуализация, Написание — исходный проект, 1, 2, 3, 4 , Формальный анализ, Программное обеспечение, Написание — обзор и редактирование, 5 , Формальный анализ, Расследование, 1, 2 , Формальный анализ, Расследование, 1, 2 , Управление проектами, Ресурсы, Написание — обзор и редактирование, 1, 2 и, Концептуализация , Финансирование, Управление проектом, Ресурсы, Надзор, Написание — проверка и редактирование 1, 2, 3, 4, *

    Kimberline Y.Геррик

    1 Комплексный онкологический центр Сидни Киммела, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    2 Отделение онкологии, Школа медицины Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    3 Институт иммунотерапии рака Блумберга-Киммеля, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    4 Центр клинических исследований рака поджелудочной железы и ухода за пациентами Skip Viragh, Комплексный онкологический центр Сидни Киммела в Джонс Хопкинс, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    Элиас Р.Геррик

    5 Отделение иммунологии и инфекционных болезней, Гарвард T.H. Chan School of Public Health, Бостон, Массачусетс, Соединенные Штаты Америки

    Анудж Гупта

    1 Комплексный онкологический центр Сидни Киммела, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    2 Отделение онкологии, Школа медицины Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    Сара Дж.Уиллан

    1 Комплексный онкологический центр Сидни Киммела, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    2 Отделение онкологии, Школа медицины Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    Сринивасан Егнасубраманиан

    1 Комплексный онкологический центр Сидни Киммела, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    2 Отделение онкологии, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    Элизабет М.Яффи

    1 Комплексный онкологический центр Сидни Киммела, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    2 Отделение онкологии, Школа медицины Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    3 Институт иммунотерапии рака Блумберга-Киммеля, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    4 Центр клинических исследований рака поджелудочной железы и ухода за пациентами Skip Viragh, Комплексный онкологический центр Сидни Киммела в Джонс Хопкинс, Балтимор, штат Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    Манджула Карпурапу, редактор

    1 Комплексный онкологический центр Сидни Киммела, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    2 Отделение онкологии, Школа медицины Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    3 Институт иммунотерапии рака Блумберга-Киммеля, Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    4 Центр клинических исследований рака поджелудочной железы и ухода за пациентами Skip Viragh, Комплексный онкологический центр Сидни Киммела в Джонс Хопкинс, Балтимор, Мэриленд, Соединенные Штаты Америки

    5 Отделение иммунологии и инфекционных болезней, Гарвард Т.Школа общественного здравоохранения Х. Чана, Бостон, Массачусетс, Соединенные Штаты Америки

    Государственный университет Огайо, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ

    Конкурирующие интересы: Я прочитал политику журнала, и у авторов этой рукописи следующие конкурирующие интересы, все из которых относятся к Элизабет М. Джаффи: 1. Благодаря лицензионному соглашению между JHU и Aduro Biotech существует возможность получения роялти за GVAX и мезотелин, 2. Финансирование исследований через Aduro Biotech и Bristol-Myers Squibb, 3.Консультации: Adaptive Biotech, MedImmune и Genocea, 4. Научно-консультативный совет Института иммунологии рака Паркера. Это не влияет на нашу приверженность политике PLOS One в отношении обмена данными и материалами.

    Поступила 26.07.2018; Принято 20 ноября 2018 г.

    Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.
    Дополнительные материалы
    S1 Таблица: Список пиков метилирования, идентифицированных methSeek. Перечислены пики метилирования, идентифицированные с помощью methSeek в промоторных и внутригенных областях.

    (TXT)

    GUID: 2960B30A-50B5-471F-A37D-46BD0245A832

    S2 Таблица: Лучшие дифференциально экспрессируемые гены из набора данных RNA-Seq. Эти гены были отобраны на основании следующих критериев: скорректированное значение p 2 FC (M1 / M2) | > 1.0. Гены сортируются по убыванию log2 (кратное изменение (M1 / M2)).

    (TXT)

    GUID: F0F3877B-DE20-4BEB-A2F4-129ED23F6054

    S1 Рис. Проверка с помощью RT-qPCR дифференциальной экспрессии и уровней нокдауна генов, выбранных для нокдаунов миРНК. Уровни экспрессии (A) M1-ассоциированных генов в нетрансфицированных макрофагах M1 и M2 (красные и синие столбцы соответственно) и макрофагах M1, подвергнутых воздействию siControl и siRNA (фиолетовые и голубые столбцы, соответственно). (B) M2-ассоциированные гены в нетрансфицированных макрофагах M1 и M2 (красные и синие столбцы соответственно) и макрофагах M2, подвергнутых воздействию siControl и siRNA (бирюзовые и коралловые столбики, соответственно).* p

    (EPS)

    GUID: 1E72D829-0427-4092-A4EA-44A93C66F233

    S2 Рис. Нокдаун 12 генов существенно не изменяет экспрессию подмножества канонических маркеров клеточной поверхности и цитокинов, связанных с поляризацией макрофагов. Дифференциальная экспрессия маркеров клеточной поверхности макрофагов (A) M1, экспонированных siRNA (B), макрофагов M2, подвергнутых воздействию siRNA. MFI указывает среднюю интенсивность флуоресценции. Дифференциальные профили секреции цитокинов макрофагами (C) M1, подвергнутыми воздействию siRNA (D) M2 макрофагов, подвергнутых воздействию siRNA.Канонические маркеры M1 и M2 и цитокины выделены розовым и синим фоном соответственно. * p

    (EPS)

    GUID: 4D96DDF0-FA14-4A22-B573-75960020E625

    S3 Рис. Путь гомеостаза холестерина значительно усиливается в макрофагах M2. График обогащения анализа набора генов (GSEA), показывающий значительное обогащение набора генов гомеостаза холестерина в макрофагах M2 по сравнению с макрофагами M1 (FDR

    (EPS)

    GUID: 15295EAB-C5D8-4C3D-A12C-F9CF172F00

    Заявление о доступности данных
    Наборы данных

    RNA-Seq и MBD-Seq доступны по GSE117040 и GSE117124 соответственно (SuperSeries GSE117125).

    Abstract

    Макрофаги являются ключевыми воспалительными иммунными клетками, которые проявляют динамические фенотипы и функции в ответ на свое местное микросредство. Основные успехи достигнуты в понимании транскрипционных, эпигенетических и функциональных различий в различных подгруппах макрофагов с помощью моделирования in vitro , экспрессии генов и эпигенетического профилирования для открытия биомаркеров. Однако до сих пор не существует стандартизированного протокола для поляризации макрофагов, в основном из-за отсутствия тщательной проверки фенотипов макрофагов после поляризации.Кроме того, регуляция транскрипции признана основным механизмом, управляющим программами дифференциальной поляризации макрофагов, и поэтому многие гены были идентифицированы как ассоциированные с каждой субпопуляцией макрофагов. Однако функциональная роль многих из этих генов в поляризации макрофагов до сих пор неизвестна. Более того, роль др. Регуляторных механизмов, таких как метилирование ДНК, в поляризации макрофагов остается малоизученной. Здесь мы использовали оптимизированную модель поляризации макрофагов M1 и M2 человека, которую мы использовали для крупномасштабного профилирования транскрипции и метилирования ДНК.Нам не удалось продемонстрировать роль метилирования ДНК в поляризации макрофагов, поскольку не было выявлено никаких значительных изменений. Однако мы наблюдали значительные изменения транскриптомов макрофагов M1 и M2. Кроме того, мы идентифицировали множество новых дифференциально регулируемых генов, участвующих в поляризации макрофагов, включая CYBB и DHCR7 , которые мы показываем как важные регуляторы поляризации макрофагов M1 и M2, соответственно. Взятые вместе, наша улучшенная модель макрофагов in vitro человека M1 и M2 обеспечивает новое понимание регуляции поляризации макрофагов и возможных биомаркеров макрофагов.

    Введение

    Макрофаги играют важную роль в качестве первых реагирующих на острые инсульты (бактериальные и вирусные инфекции и ранние раковые изменения), где они опосредуют врожденные воспалительные реакции и влияют на адаптивный иммунитет. Это чрезвычайно пластичные клетки, которые демонстрируют гетерогенные фенотипы и функции в зависимости от их экологических сигналов. Их часто упрощают до двух широких состояний поляризации, которые имитируют дихотомическую номенклатуру Th2 / Th3, называемых макрофагами M1 и M2, которые являются крайними противоположностями с точки зрения их фенотипов и функций.IFNγ и агонисты Toll-подобного рецептора (TLR), такие как LPS, являются основными стимулами, используемыми для генерации макрофагов M1, которые экспрессируют воспалительные цитокины, такие как IL-1β, IL-12 и TNFα, для уничтожения внутриклеточных патогенов и опухолевых клеток [1, 2] . Напротив, стимулы макрофагов M2 более разнообразны из-за менее однородной природы самих макрофагов M2, поскольку они могут быть далее подразделены на подмножества M2a, M2b и M2c на основе их функций [3, 4]. Однако IL-4 и IL-13 наиболее часто используются для генерации макрофагов M2, что приводит к высокой продукции IL-10 и TGFβ, которые являются общими знаменателями всех субпопуляций макрофагов M2, которые действуют в основном при паразитарных инфекциях и заживлении ран.Из-за важной роли, которую эти подмножества макрофагов играют в гомеостатическом иммунитете и иммунитете к болезням, необходимо понимать лежащие в основе молекулярные и генетические различия для надежной и всеобъемлющей идентификации биомаркеров.

    Моделирование этих подмножеств макрофагов in vitro широко используется для молекулярного и биомаркерного профилирования [5–9]. Тем не менее, эти исследования имеют ограничения из-за отсутствия тщательной проверки функциональных моделей макрофагов M1 и M2, оцениваемых по продукции цитокинов.Хотя многие из этих исследований оценивают экспрессию маркеров и генов, ассоциированных с M1 и M2 клеточной поверхности, одних этих анализов недостаточно для оценки функциональности макрофагов. Это связано с тем, что, несмотря на тот факт, что дихотомическая номенклатура предполагает очень четкие различия в этих двух подгруппах макрофагов, макрофаги in vivo могут проявлять как M1-, так и M2-ассоциированные маркеры клеточной поверхности и паттерны экспрессии генов, что затрудняет определение точной функции и влияние этих клеток [10–12].Поскольку продукция цитокинов конкретным подмножеством макрофагов является основным определяющим признаком их функции, необходимо запросить профиль цитокинов в дополнение к его клеточной поверхности и профилю экспрессии генов, чтобы точно охарактеризовать регуляторные механизмы поляризации макрофагов.

    Несмотря на отсутствие функциональной проверки поляризации макрофагов в предыдущих исследованиях профилирования транскрипции, поляризация макрофагов M1 и M2 приводит к различным программам транскрипции [8, 13].Кроме того, появляется все больше доказательств того, что эпигенетические механизмы, такие как ацетилирование и метилирование гистонов, регулируют различия в транскрипции, наблюдаемые в этих двух подмножествах макрофагов [13–16]. Хотя эти исследования обеспечивают важную основу для сложных регуляторных механизмов, управляющих поляризацией макрофагов и идентифицированных новых биомаркеров подмножества, они все еще ограничены из-за отсутствия высокопроизводительных методологий и проверки функциональных последствий недавно идентифицированных генов, связанных с поляризацией макрофагов, а также недостаток исследований, посвященных роли других регуляторных механизмов.Кроме того, эти исследования были преимущественно описаны в поляризации макрофагов мышей, которая существенно отличается от человеческой системы [17].

    Обнаружены различия в программах транскрипции поляризованных макрофагов человека и мыши [11, 18, 19]. Учитывая несоответствие между видами и отсутствие всесторонне проверенного протокола поляризации, мы попытались оценить существующие протоколы поляризации на предмет их пригодности для создания макрофагов M1 и M2 человека.В этом исследовании мы обнаружили, что обычные поляризационные стимулы макрофагов, IL-4 и IL-13, недостаточно поляризовали макрофаги M2 на функциональном уровне. Впоследствии мы использовали оптимизированную модель in vitro макрофагов M1 и M2, которую мы использовали для исследования и корреляции изменений транскрипции с изменениями метилирования ДНК с помощью секвенирования РНК (Seq) и связывания метил-CpG (MBD) -Seq. Мы идентифицировали много новых регулируемых генов, которые ранее не были идентифицированы; однако ни один из этих генов не регулируется метилированием ДНК.Из-за важности регуляции транскрипции в поляризации макрофагов и необходимости надежных маркеров, позволяющих различать эти два подмножества макрофагов, мы также экспериментально подтвердили функциональные роли подмножества наших новых генов. Мы определили тяжелую цепь цитохрома b-245 ( CYBB ), ген, кодирующий фермент, вырабатывающий активные формы кислорода (АФК), как важный для поляризации макрофагов M1 человека, что подтверждает предыдущие данные об окислительном стрессе как критическом регуляторе макрофагов. функция.Кроме того, мы впервые показываем 7-дегидрохолестеринредуктазу ( DHCR7 ), ген, кодирующий критический фермент в пути биосинтеза холестерина, как важный регулятор поляризации макрофагов M2. Таким образом, наши результаты предлагают новое понимание биологии макрофагов и описывают новые маркеры поляризации макрофагов.

    Материалы и методы

    Генерация макрофагов M1 и M2

    Цельная кровь от здоровых доноров была получена из Центра гемофереза ​​и переливания крови больницы Джонса Хопкинса в соответствии с протоколами, утвержденными Наблюдательным советом Института Университета Джонса Хопкинса и из Biological Specialty Corporation ( Кольмар, Пенсильвания), в соответствии с протоколами, утвержденными Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов.Информированное письменное согласие было предоставлено каждому донору в соответствии с Хельсинкской декларацией. PBMC выделяли с помощью центрифугирования Ficoll с последующим выделением CD14 + с использованием CD14 Microbeads (Miltenyi). Моноциты культивировали, как описано ранее [8], со следующими модификациями: моноциты высевали в 6-луночные планшеты с плотностью 7,0 x 10 5 клеток / см 2 и культивировали в течение 6 дней в RPMI с добавлением 20% фетальная бычья сыворотка (FBS) (Atlas), 1% L-глутамин, 1% пируват натрия, 1% заменимые аминокислоты, 1% пенициллин стрептомицин (Life Technologies) и 100 нг / мл M-CSF (Peprotech) для генерируют макрофаги.Макрофаги культивировали в течение дополнительных 72 часов в присутствии RPMI, содержащего 5% FBS и всех других реагентов, описанных выше, с добавлением 20 нг / мл IFNγ (Peprotech) плюс 75 нг / мл LPS (055: B5, Sigma Aldrich) для M1. поляризации или 20 нг / мл IL-4 (Peprotech) плюс 20 нг / мл IL-13 (Peprotech) в течение первых 48 часов с последующим добавлением 10 нг / мл LPS в течение последних 24 часов для поляризации M2.

    Проточная цитометрия

    Макрофаги собирали с использованием буфера для диссоциации клеток (Invitrogen) для анализа проточной цитометрии.Клетки окрашивали в LiveDead Aqua (Invitrogen), а затем инкубировали с реагентом, блокирующим человеческий FcR (Miltenyi). Для анализа чистоты после выделения CD14 + клетки окрашивали анти-CD14 FITC клоном TÜK4 (Miltenyi) и анти-CD3 PE клоном REA613 (Miltenyi). Для фенотипического анализа макрофагов M1 и M2 клетки окрашивали клоном DCN228 FITC против CD206 (Miltenyi), клоном GHI / 61 против CD163 PEDazzle (BioLegend), клоном 2D10 против CD80 BV421 (BioLegend) и клоном против CD86 AF700. FUN-1 (BD Pharmingen).Параллельно окрашивали также изотипические контроли. Данные для фиг. 14 и 15 были собраны на проточном цитометре Gallios (Beckman Coulter), а последующие данные — на проточном цитометре Cytoflex (Beckman Coulter). Программное обеспечение FlowJo версии 10.4.2 (Tree Star) использовалось для анализа результатов. Клетки закрывали для исключения мертвых клеток перед анализом дифференциальной экспрессии.

    IL-4 и IL-13-поляризованные макрофаги M2 дефицитны по секреции IL-10 и CCL17.

    (A) Дифференциальные профили секреции цитокинов макрофагами M1 и макрофагами M2, подвергнутыми воздействию IL-4 и IL-13.(B) Дифференциальная экспрессия маркеров клеточной поверхности. MFI указывает среднюю интенсивность флуоресценции. (C) Дифференциальная экспрессия генов. Для панелей A и C канонические цитокины и гены M1 и M2 выделены розовым и синим фоном соответственно. * p <0,05, и столбцы ошибок представляют SEM для 3 биологических повторов. ns = не имеет значения.

    Отсроченное добавление LPS к обычным условиям поляризации M2 фенотипически и функционально поляризует макрофаги M2.

    (A) Дифференциальные профили секреции цитокинов макрофагами M1 и макрофагами M2, подвергнутыми воздействию IL-4, IL-13 и LPS.(B) Дифференциальная экспрессия маркеров клеточной поверхности. MFI указывает среднюю интенсивность флуоресценции. (C) Дифференциальная экспрессия генов. Для панелей A и C канонические цитокины и гены M1 и M2 выделены розовым и синим фоном соответственно. * p <0,05, и столбцы ошибок представляют собой SEM для 4 биологических повторов. ns = не имеет значения.

    Экстракции РНК

    и RT-qPCR.

    РНК

    экстрагировали с использованием набора RNeasy Mini (Qiagen), геномную ДНК расщепляли с помощью TURBO DNase (Ambion) и РНК очищали с использованием спин-колонок (Qiagen).Синтез кДНК выполняли с использованием набора для синтеза кДНК Superscript VILO (Invitrogen). Количественную ПЦР в реальном времени выполняли с использованием анализа экспрессии генов Taqman (Applied Biosystems) на термоциклере StepOnePlus Real Time PCR System (Applied Biosystems) и анализировали с помощью программного обеспечения StepOne V2.1. Уровни транскриптов были количественно определены с использованием метода ΔΔCt и нормализованы по гену домашнего хозяйства TBP . Уровни экспрессии канонических генов M1 указаны относительно макрофагов M2 и, наоборот, уровни экспрессии канонических генов M2 указаны относительно макрофагов M1.

    РНК-секвенирование и анализ дифференциальной экспрессии генов

    РНК из 4 биологических реплик использовали для РНК-секвенирования, которое было выполнено Центром комплексного онкологического центра Сидни Киммела (SKCCC) по секвенированию нового поколения (NGS). Библиотеки готовили с использованием набора TrueSeq Stranded Total RNA (Illumina) и секвенировали на приборе HS2500 Rapid Run (Illumina). RSEM-1.2.29 использовался для выравнивания необработанных файлов секвенирования с эталонным геномом hg19 и для расчета уровней экспрессии транскриптов, которые затем использовались для анализа дифференциальной экспрессии генов с использованием пакета DESeq2 [20].

    Экстракции ДНК и MBD-секвенирование

    Геномная ДНК из тех же биологических реплик, которые использовались для RNA-Seq, была извлечена с помощью DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen) и отправлена ​​на MBD-секвенирование, которое также было выполнено с помощью SKCCC NGS Core ( PMID: 28733453). Геномную ДНК, обработанную ультразвуком (целевой модальный размер 200-500 п.н.), обогащали метилированной ДНК с использованием набора для обогащения метилированной ДНК EpiMark (New England Biolabs) в соответствии с протоколом производителя. Соответствующая необогащенная общая входная фракция также анализировалась для каждого образца.Затем обогащенные метилированные и общие входящие фракции подвергали подготовке библиотеки NGS с использованием набора для подготовки библиотеки Thruplex (Rubicon). Выравнивания выполняли с помощью Bowtie 2.2.5, а повторяющиеся выравнивания удаляли с помощью samtools 0.1.19.

    Идентификация пиков метилирования и анализ дифференциального обогащения

    Bedtools использовался для расчета покрытия генома на основе каждого основания. Пики метилирования идентифицировали с помощью программы поиска пиков метилирования (methSeek), модифицированной версии инструмента поиска бактериальной малой РНК [21].Вкратце, methSeek сканирует геном внутри промоторов транскриптов, чтобы идентифицировать области с охватом выше определенного порога в виде пиков метилирования. Параметры были следующими: промоторы были определены как 5000 п.н. выше и 2000 п.н. ниже сайта начала транскрипции, 5′-конец пика метилирования имел глубину считывания больше или равную 10, а 3′-конец имел глубину считывания меньше. чем 10. Метод methSeek использовался для идентификации пиков метилирования в образцах M1 и M2 из 4 биологических повторов, которые затем были составлены в главный список.Чтобы сократить основной список, сайты метилирования с координатами начала и остановки в пределах 100 п.н. друг от друга были объединены в один сайт метилирования с новыми координатами начала и остановки, установленными на более высокие координаты 5 ’и ниже 3’. Bedtools использовали для расчета покрытия каждого сайта метилирования для всех образцов. Пакет DESeq2 затем был использован для анализа обогащения по дифференциальному метилированию.

    ELISA

    Супернатант из культур макрофагов собирали и измеряли экспрессию IL-1β, IL-6, IL-12, TNFα, CCL2, CXCL9, CXCL10, CXCL11, IL-10, CCL17 и CCL22 с использованием настраиваемого мультианалита. Наборы для ELISArray (Qiagen) в соответствии с инструкциями производителя.Образцы разбавляли, чтобы оставаться в пределах динамического диапазона анализа, и факторы разведения учитывались при вычислении скорректированных значений оптической плотности. Поглощение измеряли с помощью считывающего устройства для микропланшетов (Molecular Devices).

    трансфекция siRNA

    Нокдаун

    siRNA-опосредованного гена выполняли, как описано [22], со следующими модификациями: моноциты культивировали, как описано выше, в течение 6 дней. На следующий день клетки инкубировали в присутствии 0,4 мл RPMI, содержащего 5% FBS, 1% L-глутамин, 1% пирувата натрия и 1% заменимых аминокислот.На лунку клетки трансфицировали 50 нМ миРНК ON-TARGETplus SMARTpool (Dharmacon) и 24 мкл реагента для трансфекции HiPerfect (Qiagen), разведенного в 0,4 мл среды Opti-MEM в течение шести часов. Через шесть часов после трансфекции в клетки добавляли среду RPMI, описанную выше, и 100 нг / мл M-CSF в течение ночи. На следующий день среду для культивирования клеток обновляли и макрофаги поляризовали для образования макрофагов M1 или M2 с использованием условий, описанных в предыдущем разделе. При трансфекции, блокирующей гены, ассоциированные с макрофагами M1, макрофаги поляризовались до M1.Напротив, при трансфекциях, блокирующих гены, ассоциированные с макрофагами M2, макрофаги поляризовались до M2. После поляризации РНК, клетки и супернатант собирали для RT-qPCR, проточной цитометрии и ELISA, соответственно. Клетки трансфицировали не нацеливающими контролями ON-TARGETplus SMARTpool (обозначенными siControl) в качестве отрицательных контролей и индикатором трансфекции siGLO red для определения эффективности трансфекции.

    Анализ обогащения набора генов (GSEA)

    Список наиболее высоко экспрессируемых дифференциально экспрессируемых генов, ранжированных по наибольшему log2-кратному изменению, был проанализирован с использованием программного обеспечения GSEA Института Броуда [23].Значительно обогащенные наборы генов были идентифицированы с использованием порогового значения FDR <0,01.

    Статистический анализ

    Программное обеспечение GraphPad Prism версии 7.0 использовалось для всех статистических анализов. Данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего, по крайней мере, из 3 независимых экспериментов. Для оценки различий между группами использовался t-критерий Стьюдента. Статистическая значимость определялась как значение p <0,05.

    Результаты

    LPS устраняет дефицит IL-10 и CCL17 в IL-4 и IL-13-поляризованных макрофагах M2

    Для изучения основных биологических различий в подмножествах макрофагов человека мы использовали модель in vitro , которая упростил эти подмножества до двух поляризованных состояний, названных макрофагами M1 и M2.Обычные протоколы используют IFNγ и LPS для генерации макрофагов M1 и IL-4 и IL-13 для генерации макрофагов M2 [1, 3, 24]. В процессе проверки ранее опубликованных протоколов для поляризации макрофагов M1 и M2 мы обнаружили, что, хотя традиционные условия поляризации производили макрофаги M1 с ожидаемыми профилями экспрессии цитокинов, клеточной поверхности и генов () и макрофагов M2 с ожидаемыми профилями экспрессии клеточной поверхности и генов. () Макрофаги M2 лишены повышенной секреции отличительных цитокинов M2 IL-10 и CCL17 по сравнению с макрофагами M1 ().Примечательно, что секреция IL-10 макрофагами M2 полностью отсутствовала, что было неожиданно, поскольку IL-10 является основным цитокином для функции M2 [25–27]. Поскольку известно, что LPS является основным индуктором продукции IL-10 в макрофагах [28–30], и хотя воздействие цитокинов можно разделить in vitro , маловероятно, что эти цитокины полностью разделены в тканевом микроокружении. Таким образом, мы предположили, что добавление LPS к условиям поляризации M2 может спасти этот недостаток.С этой целью мы обнаружили, что воздействие LPS после первоначального культивирования с IL-4 и IL-13 устраняет дефицит IL-10, наблюдаемый при стандартном протоколе поляризации (), при сохранении других характеристик макрофагов M2 (). Это одновременно с предыдущим исследованием, в котором наблюдали восстановление продукции IL-10 из макрофагов, примированных IL-4, при стимуляции LPS [31]. Кроме того, CCL17 и CCL22, другие канонические цитокины M2, были дополнительно активированы в этих условиях, что указывает на важную роль воздействия LPS в поляризации M2, а не только в регуляции IL-10 в этой модели (2).

    Метилирование ДНК не является основным механизмом, регулирующим поляризацию макрофагов

    Мы использовали оптимизированный протокол (обозначенный M2 на последующих рисунках), который генерировал фенотипические и функциональные макрофаги M1 и M2, чтобы дополнительно исследовать регуляторные механизмы, лежащие в основе биологических различий в макрофагах M1 и M2. Хотя есть доказательства того, что регуляция транскрипции является ключевым регуляторным механизмом поляризации макрофагов [5-9], имеется мало информации о роли метилирования ДНК в регуляции поляризации макрофагов.Чтобы исследовать глобальные изменения метилирования ДНК между этими двумя подмножествами макрофагов, мы выполнили MBD-Seq и разработали инструмент для поиска пиков биоинформатического метилирования, поиск пиков метилирования (methSeek), который идентифицировал пики метилирования ДНК с использованием подхода, ориентированного на глубину считывания. methSeek использует подход скользящего окна для определения 5 ’и 3’ концов пиков метилирования, которые соответствуют пороговым значениям охвата, заданным пользователем. Сначала мы исследовали пики метилирования в промоторах, поскольку метилирование промоторов является наиболее хорошо задокументированным местоположением регуляторных сайтов метилирования ДНК [32–37].Из пиков метилирования, идентифицированных с помощью methSeek во всех образцах доноров, ни один не был значительно дифференциально обогащен (определяемый | log 2 FC (M1 / M2) |> 1.0) между макрофагами M1 и M2 (). Мы также исследовали пики внутригенного метилирования, ни один из которых не был значительно дифференциально обогащен между образцами M1 и M2 (таблица S1). Интересно, что дисперсионный анализ образцов с использованием анализа главных компонентов (PCA) показал, что образцы были более похожими на основе донорского происхождения, чем на статус поляризации макрофагов.(). Это предполагает, что поляризация макрофагов не регулируется в первую очередь метилированием ДНК. Более того, наблюдаемые различия в метилировании ДНК в основном связаны с врожденными биологическими различиями между людьми, а не с дифференциальной поляризацией макрофагов. Таким образом, мы пришли к выводу, что метилирование ДНК не может регулировать различия в макрофагах M1 и M2. Это привело нас к исследованию, является ли только дифференциальное транскрипционное программирование основным регулятором.

    Метилирование ДНК не является основным регуляторным механизмом поляризации макрофагов.

    (A) MA-график (B) PCA-график сайтов метилирования промоторной ДНК, идентифицированных с помощью methSeek в макрофагах M1 и M2. Красные и синие точки данных представляют макрофаги M1 и M2 соответственно.

    Анализ транскриптома выявляет новые гены, ассоциированные с функциональными макрофагами M1 и M2

    Хотя дифференциальные профили транскрипции в макрофагах M1 и M2 хорошо задокументированы, эти исследования были выполнены на основе обычных условий поляризации IL-4 и IL-13. генерируют макрофаги M2.Поскольку мы сгенерировали фенотипические и функциональные макрофаги M2 для исследования транскрипционных различий в макрофагах M1 и M2, мы предположили, что наш набор данных RNA-Seq даст новые маркеры для различения этих двух подмножеств макрофагов. Мы проанализировали дисперсию выборки в наборе данных RNA-Seq с помощью PCA, который показал, что 82% дисперсии во всех выборках были вызваны различными состояниями поляризации макрофагов, а не донорским происхождением (). Это указывает на то, что противоположные условия поляризации макрофагов приводят к появлению очень разных транскриптомов, которые регулируют поляризацию макрофагов.Чтобы определить лучшие дифференциально экспрессируемые гены, мы выбрали гены с скорректированным значением p <0,05 и | log 2 FC (M1 / M2) | > 1.0. Из 26 341 гена, опрошенного в RNA-Seq, 2200 генов соответствовали этим критериям (красные точки данных, таблица S2). Многие из этих генов ранее сообщались каноническими генами макрофагов M1 и M2 (), что подтвердило правильность нашего оптимизированного протокола поляризации макрофагов. Однако 1826 из 2200 основных дифференциально экспрессируемых генов не являются известными каноническими генами поляризации макрофагов по сравнению с ранее опубликованными наборами данных [6, 8, 9].Таким образом, мы предположили, что эти гены могут играть важную и новую роль в поляризации макрофагов.

    Профилирование транскрипции выявляет транскрипционную регуляцию поляризации макрофагов и новые маркеры макрофагов M1 и M2.

    (A) График PCA всех генов, опрошенных с помощью RNA-Seq. Красные и синие точки данных представляют макрофаги M1 и M2 соответственно. (B) Сюжет вулкана. Красные точки данных представляют собой значительно дифференциально экспрессируемые гены (скорректированное значение p <0,05 и | log 2 FC (M1 / M2) |> 1.0). Обозначены канонические гены M1 и M2. (C) RT-qPCR проверка экспрессии гена CYBB и DHCR7 в макрофагах M1 и M2. * p <0,05, и столбцы ошибок представляют SEM для 3 биологических повторов.

    CYBB и DHCR7 регулируют поляризацию макрофагов

    Чтобы выяснить, какие из этих генов имели функциональные последствия для поляризации макрофагов, мы выбрали набор генов, которые сильно различались в нашем наборе данных, но ранее не описывались как канонические маркеры макрофагов. поляризация.После применения ограничения численности гены были расставлены по приоритету на основе дифференциальной экспрессии, и 14 лучших генов (), которые мы подтвердили с помощью RT-qPCR (и S1 Fig, обозначенные как нетрансфицированные M1 и M2), были отобраны для дальнейшего анализа. Из этих генов 4 ранее были связаны с дифференциальной экспрессией в макрофагах M1 и M2, тогда как 10 являются новыми на момент настоящего исследования [5–9]. Однако было показано, что некоторые из этих генов влияют на поляризацию макрофагов человека. Впоследствии мы выполнили siRNA-опосредованный нокдаун каждого из этих генов (S1 Рис.) И проверили, приводит ли нокдаун этих генов в условиях поляризации к изменениям канонической поверхности клеток M1 и M2 и профилей экспрессии цитокинов.В качестве экспериментального подтверждения принципа действия мы сначала отключили бета-цепь цитохрома b-245 ( CYBB ), ген, связанный с макрофагами M1, который кодирует каталитическую субъединицу НАДФН-оксидазы, ответственной за образование активных форм кислорода (АФК). Макрофаги М1. Мы выбрали CYBB в качестве нашего модельного гена, поскольку было показано, что белковый продукт, НАДФН-оксидаза, важен для воспалительных функций макрофагов M1, полученных как на мышиных, так и на человеческих моделях [38–43]. Нокдаун CYBB в макрофагах M1 привел к значительному подавлению экспрессии на поверхности клеток CD80 и секреции TNFα и CXCL9 с использованием нашей панели канонических маркеров поляризации макрофагов ().Это показывает, что экспрессия CYBB способствует поляризации макрофагов M1, и ее эффекты отменяются при нокдауне гена, что приводит к ослаблению характеристик M1, которые напоминают макрофаги M2. Эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями, показывающими критическую роль различных субъединиц НАДФН-оксидазы, включая продукт гена CYBB и их супероксид и продукты АФК, в воспалительных и цитотоксических функциях макрофагов M1 [38–43]. Кроме того, это подчеркивает окислительный стресс как важный и консервативный регулятор поляризации макрофагов у многих видов.

    CYBB и DHCR7 регулируют макрофаги M1 и M2.

    (A) Дифференциальная поверхностная экспрессия CD80 макрофагов M1, подвергшихся воздействию siControl или siCYBB. MFI указывает среднюю интенсивность флуоресценции. Дифференциальный профиль секреции цитокинов макрофагами (B) M1, подвергнутыми воздействию siControl или siCYBB (C), макрофагами M2, подвергнутыми воздействию siControl или siDHCR7. Канонические цитокины M1 и M2 выделены розовым и синим фоном соответственно. * p <0,05, и столбцы ошибок представляют SEM не менее 3 биологических повторов.

    Таблица 1

    Гены, выбранные для нокдауна siRNA-опосредованного гена.

    14361 BCL 8.79E-45 9034 3.372507505
    Имя гена Символ гена Log2FoldChange (M1 / M2) Скорректированное значение p
    Clusterin Фосфолипаза A2, группа XVI PLA2G16 4.16649866 2.64E-13
    АТФ-связывающая кассета Подсемейство G Член 1 ABCG1 90 9036.65030094 5.92E-09
    Базовый член семейства Helix-Loop-Helix E41 BHLHE41 2.681

    2.02E-26
    2.02E-26
    5.72E-35
    Цитохром b-245 CYBB 2.350189727 3.24E-41
    Integrin Beta Chain36 IT-цепочка Beta 3 8025146 2.06E-43
    Семейство Serpin B, член 4 SERPINB4 -4.2730023 2.59E-11
    A-Kinase Anchoring Protein 5 1.41E-33
    7-дегидрохолестерин редуктаза DHCR7 -3.593065496 6.84E-29
    Sestrin3 90ES541094785 8.89E-35
    Интерферон-индуцированный белок с тетратрикопептидными повторами 1 IFIT1 -3.4268 8.79E-45 8.79E-45
    4.19E-22
    Десатураза жирных кислот 2 FADS2 -3.0

    156

    1.49E-11

    , соответственно, их роль в генах была нарушена поляризация.После siRNA-опосредованного нокдауна 12 из этих генов мы не наблюдали различий в экспрессии канонических маркеров клеточной поверхности или цитокинов (S2 фиг.). Это указывает на то, что хотя 12 из этих 13 дифференциально экспрессируемых генов, возможно, важны и связаны с функцией макрофагов, они не регулируют напрямую ранее идентифицированные маркеры, связанные с поляризацией M1 и M2.

    Интересно, что мы определили 7-дегидрохолестеринредуктазу ( DHCR7) , ген, связанный с макрофагами M2, который кодирует фермент, который катализирует заключительный этап биосинтеза холестерина, который важен для поляризации макрофагов M2.После нокдауна гена DHCR7 макрофаги M2 не показали значительных изменений в экспрессии маркеров их клеточной поверхности, но продемонстрировали значительное снижение секреции IL-10 и TARC (), обеспечивая роль DHCR7 в регуляции функциональности макрофагов M2. Эти данные подтверждают роль холестеринового пути в поляризации макрофагов. Это мнение было подтверждено анализом обогащения набора генов, который продемонстрировал, что путь гомеостаза холестерина был значительно активирован в макрофагах M2 (S3 Fig) [23].Более того, было показано, что определенные промежуточные соединения и производные холестерина способствуют фенотипам макрофагов M2 путем косвенного подавления транскрипции провоспалительных факторов транскрипции, NFkB и AP-1, через активацию X рецепторов печени (LXR) [44–46]. Взятые вместе, эти данные предполагают, что CYBB и DHCR7 являются ключевыми регуляторами поляризации макрофагов M1 и M2, соответственно.

    Обсуждение

    Большая часть нашего понимания регуляции подмножеств макрофагов человека происходит от in vitro моделей макрофагов M1 и M2.Однако до сих пор нет полной характеристики этих подмножеств макрофагов и их регуляторных механизмов. Здесь мы разработали оптимизированную модель макрофагов M1 и M2 для оценки роли метилирования ДНК в их дифференциальных транскриптомах с использованием высокопроизводительных подходов. Хотя мы не обнаружили значительной роли метилирования ДНК в поляризации макрофагов, мы обнаружили значительно отчетливые изменения транскрипции, которые генерировали список генов, которые ранее не были связаны с поляризацией макрофагов.Эти результаты обеспечивают более полную модель подмножеств макрофагов человека, более глобальное понимание эпигенетической и транскрипционной регуляции поляризации макрофагов, а также характеристику критических регуляторов макрофагов M1 и M2. Важно отметить, что эти результаты дают ценную информацию об активации макрофагов и терапевтических стратегиях, направленных на макрофаги.

    Путем исследования продукции цитокинов макрофагами мы подтвердили, что установленные стимулы макрофагов M2, IL-4 и IL-13, недостаточно функционально поляризовали макрофаги M2; добавление LPS было необходимо для создания полностью фенотипических и функциональных макрофагов M2.Это подчеркивает важность функциональной проверки в сочетании с фенотипической проверкой, учитывая сложную и гетерогенную природу макрофагов. Хотя использование LPS для создания подмножеств макрофагов M2 не ново, его использование в контексте макрофагов, примированных IL-4 и IL-13, не имеет широкого распространения. Важно отметить, что наши результаты свидетельствуют о том, что используемые нами методики поляризации макрофагов должны повсеместно использоваться для исследований, связанных с поляризацией макрофагов. Более того, эти результаты имеют большее значение для поляризации макрофагов.Несмотря на то, что LPS является каноническим стимулом для макрофагов M1, тот факт, что LPS важен для продукции макрофагами M2 IL-10 и CCL17 в нашей модели, предполагает, что функциональный ответ макрофагов на LPS и другие стимулы действительно зависит от контекста. Кроме того, эти данные предполагают, что эти подмножества макрофагов, вероятно, не ограничиваются отдельными компартментами в физиологических и патологических условиях. Они, вероятно, подвергаются воздействию различных и, возможно, противоположных цитокинов, которые координированно влияют на их функцию.Таким образом, хотя дихотомическая номенклатура поляризации макрофагов полезна для механистических исследований, она все еще имеет свои ограничения в изображении плейотропной природы макрофагов. Поэтому важно отметить модель спектра активации макрофагов, где макрофаги M1 и M2 находятся на противоположных концах, а макрофаги с перекрывающимися функциями M1 и M2 находятся в середине этого спектра. Действительно, в наших исследованиях нокдаун CYBB в макрофагах M1 и DHCR7 в макрофагах M2 не полностью поляризовал одну подгруппу макрофагов в другую, скорее, это привело к макрофагу с характеристиками обоих подмножеств макрофагов.Будущие исследования, объединяющие модели макрофагов in vitro и макрофагов in vivo , будут чрезвычайно информативными для понимания всего диапазона состояний активации макрофагов.

    Используя наш оптимизированный протокол для поляризации макрофагов, мы не нашли доказательств того, что метилирование ДНК регулирует поляризацию макрофагов; однако это открытие может быть результатом природы MBD-Seq, поскольку его чувствительность повышена для областей с высокой плотностью метилированных CpG, таких как CpG-островки [47-50].Возможно, различия в метилировании ДНК спорадически присутствуют в геноме, но, возможно, не были зафиксированы на уровне одного нуклеотида с помощью MBD-Seq. Тем не менее, тонкие изменения в метилировании ДНК все еще могут быть важны для поляризации макрофагов, т.к. они могут работать одновременно с модификациями гистонов для ремоделирования нуклеосомы для скоординированной регуляции транскрипции [15, 51–55]. В то время как текущие исследования эпигенетики поляризации макрофагов сосредоточены в основном на ацетилировании и метилировании гистонов в макрофагах мыши [14, 56-66], дальнейшее выяснение роли метилирования ДНК в поляризации макрофагов человека обеспечит более глубокое понимание всего эпигенетического ландшафта в Макрофаги М1 и М2.

    Наши результаты также предоставляют новое понимание эффективных эпигенетических методов лечения, направленных на перепрограммирование функций макрофагов. В последние годы два основных класса эпигенетических препаратов, ингибиторы гистондеацетилазы (HDAC) и ДНК-метилтрансферазы (DNMT), продемонстрировали значительный потенциал в качестве иммуномодулирующих агентов при таких заболеваниях, как рак [67–69]. Несмотря на это, отсутствие значительных различий в метилировании ДНК между макрофагами M1 и M2 в нашем наборе данных и тот факт, что активность ингибитора DNMT зависит от их интеграции в геном высокопролиферативных клеток, таких как раковые клетки [70, 71], и не менее пролиферативные макрофаги [72–75] предполагают, что ингибиторы DNMT могут быть не самым эффективным эпигенетическим препаратом для модуляции макрофагов.Однако важно понимать, что ингибиторы DNMT все еще могут косвенно влиять на функцию макрофагов, напрямую модулируя раковые клетки и другие иммунные клетки в местном микроокружении. В качестве альтернативы ингибиторы HDAC могут служить более многообещающими эпигенетическими модификаторами, поскольку их эффекты не ограничиваются высокопролиферативными клетками. Действительно, было показано, что ингибиторы HDAC, такие как вориностат и трихостатин А, изменяют экспрессию генов макрофагов в ответ на ЛПС [56, 76, 77], подчеркивая их полезность в качестве агентов для репрограммирования макрофагов.

    Мы также идентифицировали CYBB и DHCR7 как регуляторы поляризации макрофагов. Предыдущие исследования показали важность CYBB в бактерицидной и воспалительной активности макрофагов из-за роли белкового продукта, НАДФН-оксидазы, в TLR- и IFNγ-зависимом окислительном всплеске и синтезе провоспалительных цитокинов [38–41 ]. Эти функции являются отличительными чертами макрофагов M1 и поэтому хорошо согласуются с нашими результатами, показывающими повышенную экспрессию и функциональную значимость CYBB в поляризации макрофагов M1.Окислительно-восстановительный статус макрофагов сильно влияет на его фенотип и функцию и широко изучался при воспалительных заболеваниях, таких как атеросклероз, хроническая гранулематозная болезнь и рак, где окислительно-восстановительный дисбаланс макрофагов усугубляет прогрессирование заболевания. Соответственно, это подразумевает захватывающий потенциал нацеливания на CYBB в дополнение к другим участникам пути передачи сигналов ROS для репрограммирования макрофагов и иммуномодулирующей терапии.

    Хотя DHCR7 ранее был идентифицирован как M2-ассоциированный ген в опубликованном скрининге на основе микрочипов с использованием традиционных условий поляризации M2 [9], это первый случай, когда DHCR7 был экспериментально подтвержден как важный для Поляризация макрофагов М2.Точный механизм опосредованной DHCR7 регуляции поляризации макрофагов M2 остается неясным. Интересно, что предыдущее исследование продемонстрировало, что накопление десмостерола при ингибировании DHCR24, другого терминального фермента в пути биосинтеза холестерина, в пенистых макрофагальных клетках непосредственно подавляет гены воспалительного ответа [45]. Хотя DHCR24 и DHCR7 синтезируют холестерин, их субстраты, десмостерин и 7-дегидрохолестерин (7DHC), соответственно, обладают очень разными свойствами и функциями [78–80].Таким образом, одним из возможных объяснений наших результатов является то, что накопление 7DHC при ингибировании DHCR7 может по-разному взаимодействовать с медиаторами воспаления, чтобы индуцировать экспрессию воспалительных генов. Будущие исследования будут необходимы, чтобы определить, как DHCR7 и его субстрат 7DHC взаимодействуют с медиаторами воспаления и участвуют ли также другие участники пути биосинтеза холестерина. Учитывая потребность в дополнительных надежных маркерах поляризации макрофагов, также будет важно оценить полезность DHCR7 в качестве маркера для различения макрофагов M2 от макрофагов M1 in vivo и в качестве мишени для терапии реполяризации макрофагов.Кроме того, эти результаты особенно интересны, потому что они раскрывают путь холестерина как еще одну потенциальную мишень для терапии перепрограммирования макрофагов. Роль гомеостаза холестерина в макрофагальном иммунитете широко изучалась при атеросклерозе, когда холестерин активирует провоспалительные сигнальные пути посредством взаимодействия с рецепторами распознавания макрофагального паттерна, такими как TLR, или поглощения макрофагами для накопления клеточного холестерина [46]. Один из способов модуляции функции макрофагов — использование статинов, которые используются для лечения атеросклероза путем снижения уровня холестерина в плазме.Фактически было показано, что некоторые статины ингибируют секрецию макрофагами MMP-9 [81] и экспрессию IL-6 и TNFα в ответ на LPS [82, 83]. Было бы очень интересно определить, может ли модулирующая активность макрофагов статинов при атеросклерозе наблюдаться и при других воспалительных заболеваниях, таких как рак и аутоиммунитет.

    В дополнение к CYBB и DHCR7 , мы также отключили 16 других генов в нашем скрининге siRNA, но не наблюдали явных фенотипических и функциональных изменений на уровне белка.Однако важно отметить, что белковые изменения все еще могут происходить, учитывая, что наши анализы не были исчерпывающими. Вероятно, что эти гены не регулируют определенные маркеры поляризации макрофагов, но по-прежнему важны для функции макрофагов. Это подчеркивает необходимость в более полной панели маркеров поляризации макрофагов для улучшения фенотипических и функциональных характеристик. Тем не менее, наблюдаемые тонкие белковые изменения могут быть также связаны с тем фактом, что эти гены не являются главными регуляторами своих путей или что они являются частью избыточного пути, в котором несколько генов в данном пути должны быть сбиты с ног, чтобы наблюдать значительные изменения.Как эти гены функционируют в поляризации макрофагов и могут ли эти гены использоваться в качестве маркеров различных подмножеств макрофагов, еще предстоит выяснить. Наконец, в нашем наборе данных есть множество других новых генов, которые еще предстоит изучить на предмет их биомаркерного потенциала.

    Дополнительная информация

    S1 Таблица
    Список пиков метилирования, идентифицированных methSeek.

    Перечислены пики метилирования, идентифицированные с помощью methSeek в промоторных и внутригенных областях.

    (TXT)

    S2 Таблица
    Лучшие дифференциально экспрессируемые гены из набора данных RNA-Seq.

    Эти гены были отобраны на основании следующих критериев: скорректированное значение p <0,05 и | log 2 FC (M1 / M2) | > 1.0. Гены сортируются по убыванию log2 (кратное изменение (M1 / M2)).

    (TXT)

    S1 Рис.
    RT-qPCR проверка дифференциальной экспрессии и уровней нокдауна генов, выбранных для нокдаунов siRNA.

    Уровни экспрессии (A) M1-ассоциированных генов в нетрансфицированных макрофагах M1 и M2 (красные и синие полосы соответственно) и макрофагах M1, подвергшихся воздействию siControl и siRNA (фиолетовые и голубые полосы соответственно).(B) M2-ассоциированные гены в нетрансфицированных макрофагах M1 и M2 (красные и синие столбцы соответственно) и макрофагах M2, подвергнутых воздействию siControl и siRNA (бирюзовые и коралловые столбики, соответственно). * p <0,05, и столбцы ошибок представляют собой SEM 3 биологических повторов

    (EPS)

    S2 Рис.
    Нокдаун 12 генов существенно не изменяет экспрессию подмножества канонических маркеров клеточной поверхности и цитокинов, связанных с поляризацией макрофагов.

    Дифференциальная экспрессия маркеров клеточной поверхности макрофагов (A) M1, подвергшихся воздействию siRNA (B), макрофагов M2, подвергнутых воздействию siRNA.MFI указывает среднюю интенсивность флуоресценции. Дифференциальные профили секреции цитокинов макрофагами (C) M1, подвергнутыми воздействию siRNA (D) M2 макрофагов, подвергнутых воздействию siRNA. Канонические маркеры M1 и M2 и цитокины выделены розовым и синим фоном соответственно. * p <0,05, и столбцы ошибок представляют SEM не менее 3 биологических повторов.

    (EPS)

    S3 Рис.
    Путь гомеостаза холестерина значительно активирован в макрофагах M2.

    График обогащения с помощью анализа обогащения набора генов (GSEA), показывающий значительное обогащение набора генов гомеостаза холестерина в макрофагах M2 по сравнению с макрофагами M1 (FDR <0.01) (левая панель). Тепловая карта значительно дифференциально экспрессируемых генов, обогащенных набором генов гомеостаза холестерина (правая панель).

    (EPS)

    Благодарности

    Мы хотели бы поблагодарить Шона Сунвенга Чо и Рэйчел С. Хелмс за их ценные предложения и обсуждения. Мы также хотели бы поблагодарить членов SKCCC Experimental and Computational Genomics Core за их поддержку в экспериментах и ​​анализах MBD-seq и RNA-seq.

    Заявление о финансировании

    Эта работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения / Национальным институтом рака, грантами RO1CA184926 и P50CA062924 для E.M.J. K.Y.G. поддерживается грантом T32 GM008752 Национального института здравоохранения. ЭРГ. поддерживается стипендией Национального научного фонда DGE1144152. A.G., S.J.W. и S.Y. поддерживаются грантом NIH / NCI P30CA006973 и Фондом Содружества. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

    Доступность данных

    Наборы данных

    RNA-Seq и MBD-Seq доступны по GSE117040 и GSE117124 соответственно (SuperSeries GSE117125).

    Ссылки

    1. Миллс С.Д., Кинкейд К., Альт Дж. М., Хейлман М. Дж., Хилл А. М.. Макрофаги M-1 / M-2 и парадигма Th2 / Th3. J Immunol. 2000. 164 (12): 6166–73. [PubMed] [Google Scholar] 2. Миллс CD. Макрофаги M1 и M2: оракулы здоровья и болезней. Crit Rev Immunol. 2012. 32 (6): 463–88. [PubMed] [Google Scholar] 3. Мантовани А., Сика А., Соццани С., Аллавена П., Векки А., Локати М. Хемокиновая система в различных формах активации и поляризации макрофагов. Trends Immunol. 2004. 25 (12): 677–86.10.1016 / j.it.2004.09.015 [PubMed] [Google Scholar] 5. Jaguin M, Houlbert N, Fardel O, Lecureur V. Профили поляризации человеческих макрофагов, генерируемых M-CSF, и сравнение M1-маркеров в классически активированных макрофагах из происхождения GM-CSF и M-CSF. Cell Immunol. 2013. 281 (1): 51–61. 10.1016 / j.cellimm.2013.01.010 [PubMed] [Google Scholar] 8. Мартинес Ф.О., Гордон С., Локати М., Мантовани А. Транскрипционное профилирование дифференцировки и поляризации человеческих моноцитов и макрофагов: новые молекулы и образцы экспрессии генов.J Immunol. 2006. 177 (10): 7303–11. [PubMed] [Google Scholar] 13. Лоуренс Т., Натоли Г. Транскрипционная регуляция поляризации макрофагов: обеспечение разнообразия с идентичностью. Nat Rev Immunol. 2011. 11 (11): 750–61. 10.1038 / nri3088 [PubMed] [Google Scholar] 17. Spiller KL, Wrona EA, Romero-Torres S, Pallotta I, Graney PL, Witherel CE и др. Дифференциальная экспрессия генов в макрофагах человека, мыши и клеточных линий при поляризации. Exp Cell Res. 2016; 347 (1): 1–13. 10.1016 / j.yexcr.2015.10.017 [PubMed] [Google Scholar] 18.Mestas J, Hughes CC. О мышах, а не о людях: различия между иммунологией мыши и человека. J Immunol. 2004. 172 (5): 2731–8. [PubMed] [Google Scholar] 19. Schneemann M, Schoeden G. Биология и иммунология макрофагов: человек не мышь. J Leukoc Biol. 2007; 81 (3): 579; обсуждение 80. [PubMed] [Google Scholar] 21. ДеДжесус М.А., Геррик Э.Р., Сюй В., Парк С.В., Лонг Дж.Э., Бутте С.К. и др. Комплексный анализ существенности генома Mycobacterium tuberculosis через насыщающий мутагенез транспозонов. MBio. 2017; 8 (1).[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Troegeler A, Lastrucci C, Duval C, Tanne A, Cougoule C, Maridonneau-Parini I и др. Эффективное siRNA-опосредованное подавление гена в первичных человеческих моноцитах, дендритных клетках и макрофагах. Immunol Cell Biol. 2014. 92 (8): 699–708. 10.1038 / icb.2014.39 [PubMed] [Google Scholar] 23. Субраманиан А., Тамайо П., Мутха В.К., Мукерджи С., Эберт Б.Л., Джиллетт М.А. и др. Анализ обогащения набора генов: основанный на знаниях подход к интерпретации профилей экспрессии в масштабе всего генома.Proc Natl Acad Sci U S. A. 2005; 102 (43): 15545–50. 10.1073 / pnas.0506580102 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 25. де Ваал Малефит Р., Абрамс Дж., Беннетт Б., Фигдор К. Г., де Фрис Дж. Э. Интерлейкин 10 (ИЛ-10) подавляет синтез цитокинов моноцитами человека: ауторегуляторная роль ИЛ-10, продуцируемого моноцитами. J Exp Med. 1991. 174 (5): 1209–20. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 26. Фиорентино Д.Ф., Злотник А., Мосманн Т.Р., Ховард М., О’Гарра А. ИЛ-10 подавляет выработку цитокинов активированными макрофагами.J Immunol. 1991. 147 (11): 3815–22. [PubMed] [Google Scholar] 27. Kuhn R, Lohler J, Rennick D, Rajewsky K, Muller W. У мышей с дефицитом интерлейкина-10 развивается хронический энтероколит. Клетка. 1993. 75 (2): 263–74. [PubMed] [Google Scholar] 28. Boonstra A, Rajsbaum R, Holman M, Marques R, Asselin-Paturel C, Pereira JP, et al. Макрофаги и миелоидные дендритные клетки, но не плазматические дендритные клетки, продуцируют IL-10 в ответ на MyD88- и TRIF-зависимые сигналы TLR и TLR-независимые сигналы. J Immunol. 2006. 177 (11): 7551–8.[PubMed] [Google Scholar] 29. Chang EY, Guo B, Doyle SE, Cheng G. Передний край: участие IFN типа I и сигнального пути в индуцированной липополисахаридом продукции IL-10. J Immunol. 2007. 178 (11): 6705–9. [PubMed] [Google Scholar] 35. Jones PL, Veenstra GJ, Wade PA, Vermaak D, Kass SU, Landsberger N, et al. Метилированная ДНК и MeCP2 привлекают гистондеацетилазу для подавления транскрипции. Нат Жене. 1998. 19 (2): 187–91. 10.1038 / 561 [PubMed] [Google Scholar] 36. Нэн Х, Нг Х. Х., Джонсон Калифорния, Лаэрти С. Д., Тернер Б. М., Эйзенман Р. Н. и др.Репрессия транскрипции метил-CpG-связывающим белком MeCP2 включает комплекс гистондеацетилазы. Природа. 1998. 393 (6683): ​​386–9. 10,1038 / 30764 [PubMed] [Google Scholar] 38. Тан Х.Й., Ван Н., Ли С., Хонг М., Ван Х, Фенг Й. Реактивные виды кислорода в поляризации макрофагов: отражение их двойной роли в прогрессировании и лечении заболеваний человека. Oxid Med Cell Longev. 2016; 2016: 2795090 10.1155 / 2016/2795090 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 42. Abramson SL, Gallin JI. ИЛ-4 подавляет продукцию супероксида мононуклеарными фагоцитами человека.J Immunol. 1990. 144 (2): 625–30. [PubMed] [Google Scholar] 43. Натан К.Ф., Мюррей Х.В., Виби МЭ, Рубин Б. Идентификация гамма-интерферона как лимфокина, который активирует окислительный метаболизм макрофагов человека и антимикробную активность. J Exp Med. 1983; 158 (3): 670–89. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 47. Харрис Р.А., Ван Т., Коарфа С., Нагараджан Р.П., Хонг С., Дауни С.Л. и др. Сравнение методов на основе секвенирования для определения профиля метилирования ДНК и идентификации моноаллельных эпигенетических модификаций.Nat Biotechnol. 2010. 28 (10): 1097–105. 10.1038 / nbt.1682 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 50. Аберг К.А., Макклей Д.Л., Нерелла С., Се Л.Й., Кларк С.Л., Хадсон А.Д. и др. MBD-seq как экономически эффективный подход к исследованиям ассоциации метиломов: демонстрация на 1500 контрольных образцах. Эпигеномика. 2012. 4 (6): 605–21. 10.2217 / epi.12.59 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 54. Ван Дж., Хеви С., Кураш Дж. К., Лей Х., Гей Ф., Байко Дж. И др. Лизиндеметилаза LSD1 (KDM1) необходима для поддержания глобального метилирования ДНК.Нат Жене. 2009. 41 (1): 125–9. 10,1038 / нг.268 [PubMed] [Google Scholar] 56. Аунг Х.Т., Шредер К., Хаймс С.Р., Брион К., ван Зуйлен В., Триу А. и др. ЛПС регулирует экспрессию провоспалительных генов в макрофагах, изменяя экспрессию гистондеацетилазы. FASEB J. 2006; 20 (9): 1315–27. 10.1096 / fj.05-5360com [PubMed] [Google Scholar] 58. Йошида К., Маэкава Т., Чжу И., Ренар-Гийе С., Чаттон Б., Иноуэ К. и др. Фактор транскрипции ATF7 опосредует индуцированные липополисахаридом эпигенетические изменения в макрофагах, участвующих в врожденной иммунологической памяти.Nat Immunol. 2015; 16 (10): 1034–43. 10.1038 / ni.3257 [PubMed] [Google Scholar] 61. Chen X, Barozzi I, Termanini A, Prosperini E, Recchiuti A, Dalli J, et al. Потребность в гистондеацетилазе Hdac3 для программы экспрессии воспалительных генов в макрофагах. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109 (42): E2865–74. 10.1073 / pnas.1121131109 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 63. Foster SL, Hargreaves DC, Medzhitov R. Ген-специфический контроль воспаления с помощью TLR-индуцированных модификаций хроматина.Природа. 2007. 447 (7147): 972–8. 10.1038 / природа05836 [PubMed] [Google Scholar] 66. Сато Т., Такеучи О, Ванденбон А., Ясуда К., Танака Ю., Кумагаи Ю. и др. Ось Jmjd3-Irf4 регулирует поляризацию макрофагов M2 и ответы хозяина против заражения гельминтами. Nat Immunol. 2010. 11 (10): 936–44. 10.1038 / ni.1920 [PubMed] [Google Scholar] 67. Стоун М.Л., Чиаппинелли К.Б., Ли Х., Мерфи Л.М., Трэверс М.Э., Топпер М.Дж. и др. Эпигенетическая терапия активирует передачу сигналов интерферона I типа при раке яичников у мышей, снижая иммуносупрессию и опухолевую нагрузку.Proc Natl Acad Sci U S. A. 2017; 114 (51): E10981 – E90. 10.1073 / pnas.1712514114 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 70. Gnyszka A, Jastrzebski Z, Flis S. Ингибиторы метилтрансферазы ДНК и их новая роль в эпигенетической терапии рака. Anticancer Res. 2013. 33 (8): 2989–96. [PubMed] [Google Scholar] 72. Cheung DL, Hamilton JA. Регулирование синтеза ДНК моноцитов человека колониестимулирующими факторами, цитокинами и циклическим аденозинмонофосфатом. Кровь. 1992. 79 (8): 1972–81. [PubMed] [Google Scholar] 73.Эриксон-Миллер CL, Бреннан Дж.К., Аббуд CN. Исследование выживаемости, пролиферации и экспрессии антигена на клеточной поверхности моноцитов человека, подвергшихся воздействию макрофагального колониестимулирующего фактора (M-CSF). Клонирование клеток Int J. 1990. 8 (5): 346–56. 10.1002 / шток.5530080503 [PubMed] [Google Scholar] 74. Джонсон В.Д. младший, Мей Б., Кон З.А. Разделение, длительное культивирование и созревание моноцитов человека. J Exp Med. 1977. 146 (6): 1613–26. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 75. Цукерман С.Х., Акерман С.К., Дуглас С.Д.Долгосрочные культуры моноцитов периферической крови человека: создание, метаболизм и морфология первичных культур клеток моноцитов-макрофагов человека. Иммунология. 1979; 38 (2): 401–11. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 76. Халили М.А., Эндрюс М.Р., Лабзин Л.И., Шредер К., Маттиас Дж., Цао С. и др. Дифференциальные эффекты селективных ингибиторов HDAC на воспалительные реакции макрофагов на ЛПС, агонист Toll-подобного рецептора 4. J Leukoc Biol. 2010. 87 (6): 1103–14. 10.1189 / jlb.0509363 [PubMed] [Google Scholar] 77.Брогдон Дж. Л., Сюй Й., Сабо С. Дж., Ан С., Бакстон Ф., Коэн Д. и др. Активность гистон-деацетилазы необходима для контроля Th2 клетками врожденного иммунитета, но не для функции эффекторных клеток Th3. Кровь. 2007. 109 (3): 1123–30. 10.1182 / кровь-2006-04-019711 [PubMed] [Google Scholar] 80. Шривастава С., Пайла Ю.Д., Датта А., Чаттопадхьяй А. Дифференциальные эффекты холестерина и его непосредственных биосинтетических предшественников на мембранную организацию. Биохимия. 2008. 47 (20): 5668–77. 10.1021 / bi8001677 [PubMed] [Google Scholar] 81.Беллоста С., Виа Д, Канавеси М., Пфистер П., Фумагалли Р., Паолетти Р. и др. Ингибиторы HMG-CoA редуктазы снижают секрецию MMP-9 макрофагами. Артериосклер Thromb Vasc Biol. 1998. 18 (11): 1671–8. [PubMed] [Google Scholar] 83. Икеда У., Шимада К. Статины и моноциты. Ланцет. 1999; 353 (9169): 2070. [PubMed] [Google Scholar]

    границ | Транскрипционная регуляция поляризации макрофагов микроРНК

    Введение

    Клетки линии моноцитов-макрофагов существуют в различных тканях организма и играют важную роль в гомеостазе, раке, заживлении ран и иммунном ответе (1, 2).Макрофаги происходят из моноцитарных клеток костного мозга посредством процесса дифференцировки (3, 4). Циркулирующие моноциты мигрируют в большинство тканей тела, где они дифференцируются в функционально отдельные зрелые макрофаги (4). Кроме того, также было описано, что резидентные в ткани макрофаги происходят из эритромиелоидных предшественников, происходящих из желточного мешка (5, 6). Взрослые клетки Лангерганса происходят преимущественно из эмбриональных моноцитов эмбриональной печени с незначительным вкладом макрофагов, происходящих из желточного мешка (7).Клетки моноцитарно-макрофагального происхождения отличаются функциональным разнообразием и пластичностью. Классически активированные макрофаги M1 и альтернативно M2 представляют собой две крайности динамически изменяющегося состояния активации макрофагов. В ответ на сигналы микросреды макрофаги могут быстро переключаться из одного состояния поляризации в другое (8, 9). Известно, что динамическое изменение активации макрофагов направлено активацией специфических факторов транскрипции, таких как рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом (PPAR), преобразователи сигналов и активаторы транскрипции (STAT), белки, связывающие энхансер CCAAT (C / EBPs), фактор регуляции интерферона (IRF), Kruppel-подобные факторы (KLFs), GATA-связывающий белок (GATA) 3, c-MYC и фактор ядерной транскрипции-κB (NF-κB) (3, 4).

    Макрофаги

    M1, также известные как классически активированные макрофаги, могут быть активированы лигандами толл-подобных рецепторов (TLR), такими как липополисахариды (LPS) или интерферон-γ (IFN-γ). Макрофаги M1 характеризуются высокой презентацией антигена, высокой экспрессией провоспалительных цитокинов [например, интерлейкина (IL) -12, IL-23 и фактора некроза опухоли-α (TNF-α)] и высокой продукцией реактивных промежуточных соединений азота. и реактивные кислородные промежуточные соединения. Макрофаги M1 предположительно связаны с воспалительной, микробицидной и опухолевой активностью (10–12).Макрофаги M2, также называемые альтернативно активированными макрофагами, могут быть далее подразделены на подмножества, называемые M2a, M2b, M2c и M2d. Цитокины Th3, такие как IL-4 и IL-13, связываются с рецепторами IL-4 и IL-13, вызывая образование макрофагов M2a, тогда как макрофаги M2b индуцируются комплексами иммуноглобулинов в сочетании с агонистами TLR, а макрофаги M2c индуцируются IL-10, трансформирующий фактор роста β (TGF-β) или глюкокортикоиды (13–15). Внутри опухоли макрофаги являются основным стромальным компонентом, где их обычно называют ассоциированными с опухолью макрофагами (ТАМ).ТАМ обладают функциями, аналогичными функциям макрофагов M2, и их можно охарактеризовать как подтип M2d (16). Макрофаги M2 характеризуются фенотипом IL-12 low IL-10 high IL-1decoyR high IL-1RA высоким с эффективной фагоцитарной активностью, высокой экспрессией рецепторов маннозы и галактозы, высокими уровнями улавливающих молекул, и высокая экспрессия специфических маркеров альтернативной активации, таких как аргиназа-1 (Arg-1), обнаруженных в зоне воспаления 1 (Fizz1) и хитиназоподобный 3-подобный протеин 3 (Ym1).Макрофаги M2 отвечают за настройку воспалительных реакций, адаптивного иммунитета, заражения паразитами, ремоделирования и восстановления тканей, собирают мусор и способствуют ангиогенезу и прогрессированию опухоли (17–20). Факторы транскрипции являются ключевыми молекулами для определения экспрессии конкретных генов и тесно регулируются различными сигнальными молекулами в макрофагах. Транскрипционная регуляция поляризации макрофагов была в центре внимания многочисленных недавних исследований. Например, STAT1, C / EBP-α, C / EBP-δ, IRF9, KLF6 и NF-κB являются важными факторами транскрипции, участвующими в поляризации макрофага M1, тогда как PPAR, STAT3, STAT6, C / EBP-β, IRF4 , KLF4, GATA3 и c-MYC связаны с поляризацией макрофагов M2 (21-24).

    Факторы транскрипции контролируют скорость транскрипции, чтобы регулировать количество продуктов генов, но сами факторы транскрипции также регулируются. Есть несколько способов регуляции активности факторов транскрипции. Как и все белки, факторы транскрипции транскрибируются с гена на РНК, которая затем транслируется в белок. Любой из этих шагов, включающих транскрипцию и трансляцию, можно регулировать, чтобы повлиять на продукцию факторов транскрипции. Многие факторы транскрипции располагаются в цитоплазме до активации и подвергаются ядерной транслокации в ответ на соответствующие сигналы, такие как NF-κB, который должен перемещаться в ядро ​​перед активацией транскрипции гена-мишени (25).Некоторые факторы транскрипции, такие как белки STAT, должны быть фосфорилированы, прежде чем они смогут связывать ДНК (26). Некоторые факторы транскрипции должны взаимодействовать с другими факторами транскрипции перед активацией, например, LXR и RXR должны образовывать гетеродимер перед связыванием со специфическими последовательностями ДНК, называемыми LXR-чувствительными элементами в генах-мишенях (27).

    МикроРНК (миРНК) представляют собой эндогенные небольшие (длиной 20–22 нуклеотидов) некодирующие РНК, которые индуцируют ингибирование экспрессии целевого гена в клетках многоклеточных животных путем связывания с прямыми комплементарными последовательностями в 3′-нетранслируемой области (3’UTR) мРНК для нацеливания их для трансляционной репрессии или деградации (28).Регуляция miRNA характеризуется ее активным участием и строгим контролем петли отрицательной обратной связи, чтобы оказывать значительное влияние на биологический путь (29). Роль miRNAs в регуляции поляризации макрофагов в значительной степени неизвестна, и известно, что только несколько miRNA участвуют в регуляции поляризации макрофагов (30). Недавние исследования показали, что некоторые miRNA участвуют в поляризации макрофагов, регулируя факторы транскрипции. Таким образом, в этом обзоре мы сосредоточились на недавнем прогрессе в отношении решающей роли miRNAs в регуляции поляризации макрофагов посредством , модулирующих факторы транскрипции (Рисунок 1; Таблица 1), и попытались обеспечить лучшее понимание биологических функций miRNAs в поляризация макрофагов.

    Рисунок 1 . МикроРНК (миРНК) регулируют поляризацию макрофагов, воздействуя на факторы транскрипции в ответ на сигналы микроокружения. В ответ на стимулы, вызванные патогенами и тканями, miRNA могут контролировать поляризацию макрофагов, регулируя факторы транскрипции. Сокращения: PGE2, простагландин E2; ЛПС, липополисахариды; HFD, диета с высоким содержанием жиров; ИЛ-4, интерлейкин-4; EOC, эпителиальный рак яичников; ИЛ-6, интерлейкин-6; M-CSF, макрофагальный колониестимулирующий фактор; IFN-γ, интерферон-γ; Dll4, дельта-подобный лиганд 4; Mtb, Mycobacterium tuberculosis ; SOCS1, супрессор передачи сигналов цитокинов 1; SOCS3, супрессор передачи сигналов цитокинов 3; JAK1, янус-киназа 1; IL-13Rα1, рецептор интерлейкина 13 α1.: запретить; : продвигать.

    Таблица 1 . МикроРНК (миРНК) контролируют поляризацию макрофагов, регулируя факторы транскрипции.

    miRNA регулируют поляризацию макрофагов посредством факторов транскрипции

    Рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом

    Рецепторы, активируемые пролифератором пероксисом, представляют собой группу транскрипционных факторов, принадлежащих к суперсемейству рецепторов ядерных гормонов, активируемых лигандами, включая PPAR-α, PPAR-δ и PPAR-γ (21, 31).Было показано, что PPAR транскрипционно регулируют активацию макрофагов при состояниях здоровья и болезней, включая сердечно-сосудистые заболевания, ожирение, инсулинорезистентность и болезнь Шагаса (31, 32). Penas et al. показали, что PPAR-α улучшает воспалительные реакции макрофагов и регулирует изменения фенотипа перитонеальных макрофагов, выделенных от мышей, инфицированных T. cruzi (31). PPAR-α индуцирует поляризацию макрофагов M2 и усиливает экспрессию маркеров M2 (Arg-1, YM-1, Mrc1 и TGF-β) за счет ингибирования экспрессии синтазы оксида азота 2 (NOS2) и провоспалительных цитокинов в T .cruzi -инфицированные мыши (31). Канг и др. обнаружили, что делеция миелоидного гена PPAR-δ приводит к дисфункции адипоцитов, инсулинорезистентности и гепатостеатозу (33). IL-13 может активировать экспрессию PPAR-δ, чтобы вызвать поляризацию резидентных в жировой ткани макрофагов в сторону альтернативно активируемых. Кроме того, у мышей, специфичных для миелоида PPAR-δ — / — , получавших диету с высоким содержанием жиров (HFD), были обнаружены повышенные маркеры M1 и пониженные маркеры M2 в белой жировой ткани и печени (33). Уровни экспрессии PPAR-γ положительно коррелировали с экспрессией маркеров M2 (Mrc1, AMAC1 и IL-10) в атеросклеротических поражениях сонных артерий человека (34).Кроме того, PPAR-γ контролирует воспалительную реакцию, отрицательно влияя на провоспалительные сигнальные пути, такие как AP-1, NF-κB или STAT3, в активированных макрофагах M1 (34).

    Описаны важные роли miR-9 в врожденном иммунном и противовоспалительном ответе (35, 36). Сообщалось, что сверхэкспрессия miR-9 подавляет воспаление в лимфатических эндотелиальных клетках брыжейки крысы (35). Недавно было обнаружено, что miR-9 регулирует экспрессию PPAR-δ в моноцитах человека во время воспалительной реакции (37).Считается, что PPAR-δ может вызывать переключение фенотипа с макрофагов M1 на M2 у мышей. Однако Bouhlel et al. показали, что активация PPAR-δ не способствует дифференцировке человеческих моноцитов в противовоспалительные макрофаги M2 (38). Кроме того, Тулин и соавт. продемонстрировали, что активация PPAR-δ важна для провоспалительных макрофагов M1 у человека (37). Эти исследования могут отражать различия между макрофагами мыши и человека с точки зрения функции PPAR-δ. Биоинформатический анализ показал, что miR-9 может специфически связываться с 3’UTR PPAR-δ с использованием люциферазной репортерной конструкции.Экспрессия мРНК PPAR-δ также подавляется miR-9 в моноцитах после обработки провоспалительным агентом LPS. Кроме того, было обнаружено, что ингибирование miR-9 повышает экспрессию мРНК PPAR-δ в первичных моноцитах человека (37). Таким образом, эти результаты предполагают, что miR-9 ингибирует воспалительную реакцию макрофагов посредством модуляции экспрессии PPAR-δ.

    Семейство miR-27 состоит из двух изоформ, miR-27a и miR-27b. Несколько исследований продемонстрировали, что miR-27 играет важную роль в заболеваниях, связанных с воспалением, таких как атеросклероз и ожирение (39–42).Недавнее исследование Yao et al. показали, что miR-27a запускает воспалительную реакцию через , способствуя поляризации макрофагов M1 при индуцированной ожирением резистентности к инсулину у мышей (40). Они продемонстрировали, что повышающая регуляция miR-27a может подавлять экспрессию PPAR-γ с поляризацией M1 и увеличивать экспрессию p-NF-κB с деградацией IκBα у мышей, получавших HFD. Jennewein et al. показали, что активатор M1 LPS активирует miR-27b для снижения экспрессии PPAR-γ в макрофагах M1.Кроме того, ингибирование miR-27b нарушает способность LPS снижать период полужизни мРНК PPAR-γ (43). Сверхэкспрессия и ингибирование miR-27b в клетках HuH7 значительно снижали и повышали уровни PPAR-α соответственно (44). Таким образом, PPAR-α может быть другим фактором транскрипции, регулируемым miR-27b, который участвует в регуляции поляризации макрофагов. Взятые вместе, miR-27 может служить важным молекулярным регулятором в регуляции транскрипции поляризации макрофагов, а также может быть потенциальной терапевтической мишенью для воспалительных заболеваний.

    Низкая экспрессия miR-130a тесно связана с прогрессированием и метастазированием немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ) (45). Было обнаружено, что экспрессия miR-130a обратно коррелирует с PPAR-γ и CD163 в тканях NSCLC. Кроме того, уровень экспрессии miR-130a в макрофагах M1 был намного выше, чем в макрофагах M2. Кроме того, проточно-цитометрический анализ показал, что трансфекция макрофагов миметиком miR-130a значительно усиливала экспрессию CD80, iNOS и TNF-α (маркер M1) в макрофагах M1, но подавляла экспрессию CD206, IL-10 и CCL22 ( Маркер М2) в макрофагах М2.Поскольку биоинформатический анализ продемонстрировал, что PPAR-γ является потенциальной мишенью для miR-130a, miR-130a может участвовать в регуляции поляризации макрофагов через , модулируя PPAR-γ (45). В дальнейшем исследовании с целью выяснения молекулярного механизма участия miR-130a в регуляции поляризации макрофагов Lin et al. продемонстрировали, что miR-130a искажает поляризацию макрофагов, происходящих из моноцитов человека, от M2 в сторону фенотипа M1 посредством нацеливания PPAR-γ 3’UTR для репрессии (45).Было обнаружено, что помимо miR-130a, miR-130b способствует воспалению жировой ткани и резистентности к инсулину у мышей с диабетом через , регулируя поляризацию макрофагов (46). Подобно молекулярному механизму опосредованной miR-130a поляризации макрофагов M1 / ​​M2, miR-130b также искажает их поляризацию в сторону фенотипа M1 посредством репрессии PPAR-γ (46).

    Семейство miR-146 включает miR-146a и miR-146b, которые способствуют росту опухоли, а также играют провоспалительную роль при многих заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, острое повреждение легких, ишемическая болезнь сердца и повреждение диабетической раны. исцеление (47–51).miR-146a / b также был идентифицирован как негативные регуляторы передачи сигналов TLR4 (48, 52). Передача сигналов TLR4 играет важную роль в регуляции поляризации макрофагов M1. Также Хуанг и др. обнаружили, что miR-146a может усиливать активацию PPAR-γ, чтобы способствовать поляризации макрофагов M2. Авторы также продемонстрировали, что сверхэкспрессия miR-146a значительно увеличивает экспрессию PPAR-γ, тогда как интерференция miR-146a снижает ее экспрессию как на уровне белка, так и на уровне мРНК (53). Хотя PPAR-γ участвует в опосредованной miR-146a поляризации макрофагов M2, специфический механизм, лежащий в основе miR-146a регуляции PPAR-γ, остается неизвестным.Необходимы дальнейшие исследования, чтобы объяснить, как miR-146a работает через PPAR-γ, чтобы регулировать поляризацию макрофагов. Помимо miR-146a, miR-146b может значительно увеличивать экспрессию фактора транскрипции PPAR-γ (54), предполагая, что miR-146b может усиливать активацию макрофага M2 через , способствуя экспрессии PPAR-γ.

    Преобразователи сигналов и активаторы транскрипции

    Члены семейства белков STAT являются ключевыми факторами транскрипции, которые опосредуют поляризацию макрофагов M1 / ​​M2.Было продемонстрировано, что активация STAT1 способствует воспалительной реакции при различных заболеваниях, таких как атеросклероз и воспалительное заболевание кишечника (55, 56). STAT1 является важным медиатором поляризации макрофагов M1, индуцированной IFN-γ, который может происходить из врожденных лимфоцитов или клеток Th2 (22). Связывание лиганда IFN-γ с его рецептором индуцирует опосредованное Janus-киназой 1/2 фосфорилирование тирозина и последующую димеризацию STAT1, который в качестве гомодимера связывается с цис-элементами, известными как IFN-γ-активированные сайты в промоторе генов-мишеней M1-сигнатуры [e .g., NOS2, IL-12 и трансактиватор класса II (CIITA)] (22). Активация STAT3 играет решающую роль в прогрессировании эпителиального рака яичников человека, регулируя поляризацию макрофагов в микроокружении опухоли (57). IL-10 и IL-6 индуцируют STAT3-опосредованную экспрессию генов (IL-10, TGF-β1 и Mrc1), связанных с M2-подобным фенотипом. Сообщалось, что эозинофилы STAT6 — / — не могут мигрировать в легкие во время аллергического воспаления дыхательных путей (58). STAT6 является ключевым фактором транскрипции в поляризации макрофагов M2, опосредованной IL-4 или IL-13.Было обнаружено, что STAT6 активирует транскрипцию генов, типичных для поляризации M2, таких как Mrc1, Retnlα, Fizz1, Chi3l3 и Ym1 (8). Кроме того, STAT-опосредованная активация макрофагов модулируется членами семейства SOCS. Например, стимуляция IFN-γ активирует супрессор передачи сигналов цитокинов 1 (SOCS1) и супрессор передачи сигналов цитокинов 3 (SOCS3) и, в свою очередь, ингибирует действие STAT1 и STAT3 соответственно (8, 59).

    miR-155 представляет собой многофункциональную miRNA, которая, как известно, играет различные роли в воспалении и иммунитете.Например, miR-155 способствует поляризации макрофагов M1 и играет антибактериальную роль в макрофагах мышей Akt1 — / — (60). miR-155 также является важной молекулой для тонкой настройки аллергических заболеваний и астмы (61). Xu et al. выявили ключевую роль оси miR-155 / SOCS1 в определении опосредованного PI3-K / Akt1 перекоса M1 in vitro и in vivo (60). Другое исследование Moore et al. показали, что миметик miR-155 может значительно увеличивать экспрессию как провоспалительных цитокинов, так и поверхностных молекул за счет снижения экспрессии SOCS1 (62).Кроме того, Kutty et al. показали, что увеличение экспрессии miR-155 воспалительными цитокинами было связано с увеличением активации STAT1, а также с увеличением связывания белка с предполагаемыми связывающими элементами STAT1, присутствующими в промоторной области гена miR-155 (63). Учитывая, что SOCS1 является негативным регулятором STAT1 в регуляции поляризации макрофагов M2. Эти находки подтверждают, что роль miR-155 в поляризации макрофагов осуществляется посредством регуляции пути SOCS1 / STAT1.Кроме того, Martinez-Nunez et al. продемонстрировали, что miR-155 непосредственно нацелен на рецептор интерлейкина 13 α1 (IL-13Rα1) и снижает уровни белка IL-13Rα1, что приводит к снижению активации STAT6 в макрофагах человека (61). Нацеливаясь на IL-13Rα1 и регулируя каскад STAT6, miR-155 может запускать провоспалительные иммунные ответы при астме и аллергических заболеваниях (61). Более того, подавление miR-155 играет подавляющую роль в поляризации макрофагов M1 и управляет поляризацией макрофагов в направлении фенотипа M2 за счет увеличения фосфорилирования STAT6 (64).

    Сообщалось, что miR-21 вызывает воспалительные реакции в макрофагах путем связывания с мышиным TLR7 и человеческим TLR8, а затем запускает TLR-опосредованный прометастатический воспалительный ответ, что, вероятно, приводит к росту опухоли и метастазированию (65). Совсем недавно было обнаружено, что miR-21 играет жизненно важную роль в управлении M1 и ингибировании поляризации перитонеальных макрофагов M2. Wang et al. показали, что маркеры M1, такие как TNF-α, IL-6, IL-1β и IL-12p40, либо не экспрессируются, либо экспрессируются на более низких уровнях, тогда как маркеры M2, такие как IL-10, RETNL-α, Arg -1 и Chi3 l3 были повышены в макрофагах miR-21 — / — по сравнению с макрофагами дикого типа (WT) (66).Авт. Также продемонстрировали, что miR-21 может контролировать поляризацию макрофагов через , регулируя экспрессию STAT3 и SOCS1. Миметик miR-21 ингибировал экспрессию STAT3 и SOCS1, в то время как антагомир усиливал экспрессию STAT3 и SOCS1 в макрофагах WT. Более того, миметик miR-21 может напрямую нацеливаться на последовательности 3’UTR STAT3 (66). Однако некоторые исследования показали, что miR-21 ингибирует провоспалительную поляризацию макрофагов и усиливает противовоспалительный фенотип макрофагов в других линиях клеток макрофагов (67, 68).Эти расхождения могут быть связаны с тем фактом, что miR-21 может оказывать различные эффекты на поляризацию макрофагов в зависимости от типов клеток и микроокружения in vivo, .

    Недавний отчет Xiang et al. продемонстрировали, что miR-222-3p способствует поляризации макрофагов M2 in vitro и in vivo , что может способствовать прогрессированию и метастазированию эпителиального рака яичников (69). Авторы показали, что miR-222-3p может подавлять экспрессию SOCS3 посредством , нацеливаясь на его 3’UTR.SOCS3 был идентифицирован как негативный регулятор STAT3, контролирующий поляризацию макрофагов M1. Кроме того, путь STAT3 был либо активирован, либо ингибирован при трансфекции миметиком miR-222-3p и ингибитором в макрофагах соответственно (69). Таким образом, эти данные предполагают, что miR-222-3p играет важную роль в поляризации опухолевых макрофагов M2, модулируя путь SOCS3 / STAT3.

    Сообщалось, что

    miR-19a-3p подавляет рост и метастазирование опухоли молочной железы путем ингибирования перекоса макрофагов на фенотип M2 посредством подавления Fra-1 (70).Дальнейшие исследования показали, что трансфекция миметиком или ингибитором miR-19a-3p приводит к ингибированию или стимуляции экспрессии нижележащих генов Fra-1 pSTAT3 и STAT3, соответственно (70). Эти исследования предполагают, что miR-19a-3p играет важную роль в регуляции поляризации макрофагов, регулируя экспрессию пути Fra-1 / STAT3.

    Недавно Ma et al. обнаружили, что miR-23a оказывает противоопухолевый эффект, ингибируя поляризацию макрофагов M2 (71). Основной механизм заключается в том, что STAT6 занимает промотор miR-23a и активирует его транскрипцию в макрофагах, стимулированных IL-4.Затем miR-23a, в свою очередь, ингибирует путь Janus kinase 1 (JAK1) / STAT6 и снижает продукцию цитокинов фенотипа M2 путем прямого воздействия на JAK1 и STAT6 (71). Примечательно, что STAT3, но не STAT1, также связывается с промотором кластера miR-23a, предполагая, что STAT3 может участвовать в опосредованном miR-23a ингибировании поляризации макрофагов M2 (71).

    Белки, связывающие энхансер CCAAT

    Семейство C / EBP, член факторов транскрипции bZIP (основная область лейциновой молнии), играет решающую роль в развитии миелоидов и активации макрофагов (22).Предыдущие исследования показали, что транскрипционные факторы C / EBP-α и C / EBP-δ участвуют в TLR-индуцированной активации M1, тогда как C / EBP-β участвует в поляризации макрофагов до фенотипа M2 (72–74). Макрофаг-специфическая недостаточность C / EBP-α может защитить от воспаления скелетных мышц, вызванного высоким содержанием жиров (73). C / EBP-α также действует как опухолевый супрессор при развитии различных видов рака, включая рак поджелудочной железы, рак легких, острый миелоидный лейкоз и плоскоклеточный рак головы и шеи (75–78).Было показано, что C / EBPβ участвует в различных биологических функциях, включая роль в дифференцировке адипоцитов, прогрессировании опухоли, воспалении и иммунной функции (72, 79). Было показано, что C / EBP-δ играет ключевую роль в дифференцировке адипоцитов и воспалении (72, 80). Совсем недавно были высказаны опасения по поводу роли четырех miRs, включая miR-124, miR-181a, miR-155 и let-7c, в регуляции C / EBP в поляризации макрофагов.

    Microglia — одна из воспалительных клеток в центральной нервной системе (ЦНС), которая играет разнообразную роль посредством поляризации на два основных состояния, а именно, классически активированный M1 и альтернативно активированный M2 (81).Специфическая для мозга miR-124 экспрессируется в микроглии в нормальной ЦНС и во время экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита (EAE). In vivo введение miR-124 облегчает как симптомы ЕАЭ, так и воспаление, воздействуя на макрофаги в ЦНС (82). Кроме того, экспрессия miR-124 обратно пропорциональна состоянию активации микроглии и макрофагов в ЦНС. Высокие уровни экспрессии C / EBP-α связаны с активированной микроглией CD45 high . Интересно, что трансфекция макрофагов miR-124, как сообщалось, подавляла как C / EBP-α, так и CD45, предполагая, что снижение C / EBP-α соответствует фенотипу макрофагов CD45 low .Более того, трансфекция макрофагов с помощью miR-124 также приводит к понижающей регуляции маркеров и цитокинов, связанных с провоспалительным фенотипом макрофагов M1, включая CD86, MHC класса II, TNF-α и NOS2, но повышающая регуляция цитокинов и маркеров, связанных с антибиотиками. -воспалительный фенотип макрофагов M2, включая TGF-β1, Arg-1 и FIZZ1. Дальнейшее исследование продемонстрировало, что miR-124 контролирует эти маркеры и цитокины активации макрофагов, напрямую подавляя фактор транскрипции C / EBP-α и его нижележащую целевую PU.1 (82). Кроме того, Yu et al. продемонстрировали, что miR-124 способствует поляризации M2 микроглии и ослабляет воспалительный ответ путем прямого воздействия на 3’UTR C / EBP-α для подавления внутримозгового кровоизлияния (81).

    Помимо miR-124, miR-181a также является основной молекулой, регулирующей M2-опосредованную миграцию, инвазию и метастазирование опухолевых клеток путем нацеливания на C / EBP-α. miR-181a является негативным регулятором фенотипа макрофагов M1, избыточная экспрессия которого увеличивает активацию M2 и управляет переходом от фенотипа M1 к фенотипу M2.Кроме того, анализ люциферазы показал, что miR-181a может значительно ингибировать трансляцию C / EBP-α, воздействуя на 3’UTR мРНК C / EBP-α. Кроме того, сверхэкспрессия miR-181a ингибирует экспрессию белка C / EBP-α (83), предполагая, что miR-181a также является важным регулятором транскрипционного фактора C / EBP-α в поляризации макрофагов.

    Было показано, что ТАМ проявляют фенотип M2 и, как известно, способствуют пролиферации опухолей. C / EBP-β высоко экспрессируется в ТАМ in vitro и опухолях человека in situ .В солидных опухолях человека экспрессия белка C / EBP-β обратно коррелирует с экспрессией miR-155 (84). Удаление Akt2 может привести к снижению уровней miR-155 и увеличению экспрессии C / EBP-β (85). Дальнейшие исследования показали, что C / EBP-β является прямым геном-мишенью для miR-155. Индукция miR-155 значительно снижает продукцию цитокинов в ТАМ за счет ингибирования экспрессии C / EBP-β как на уровне мРНК, так и на уровне белка (84). Эти данные предполагают, что miR-155 может способствовать поляризации M1 макрофагов посредством ингибирования сигнального каскада C / EBP-β.Предыдущие исследования продемонстрировали, что miR-155 способствует поляризации макрофагов M1 посредством регуляции STAT6 (61), предполагая, что miR-155 регулирует поляризацию макрофагов путем модуляции различных факторов транскрипции.

    В альвеолярных макрофагах из фиброзных легких мышей, проявляющих фенотип M2, let-7c активируется по сравнению с таковыми из нормальных легких мышей (86–89). Сверхэкспрессия let-7c в GM-BMM (макрофаги M1) снижает фенотипическую экспрессию M1 и способствует поляризации макрофагов в сторону фенотипа M2 (86).Эти исследования показывают, что let-7c может участвовать в легочном фиброзе посредством регуляции поляризации альвеолярных макрофагов . Более того, C / EBP-δ действует как усилитель ответа NF-κB, который необходим для устойчивых воспалительных сигналов, индуцированных TLR4 (74). Banerjee et al. обнаружили, что let-7c играет решающую роль в регуляции поляризации макрофагов посредством прямого воздействия на C / EBP-δ (86). Однако C / EBP-δ может быть не единственным медиатором let-7c в регуляции поляризации макрофагов, потому что нокдаун C / EBP-δ не дублирует все эффекты let-7c в макрофагах (86).Таким образом, могут существовать другие факторы транскрипции или цитокины, которые опосредуют эффекты let-7c на поляризацию макрофагов.

    Факторы регуляции интерферона

    Факторы регуляции интерферона были первоначально описаны как регуляторы экспрессии IFN типа I и передачи сигналов, а также идентифицированы как важные медиаторы поляризации макрофагов. Сообщалось, что несколько членов их семей связаны с определенным фенотипом (22, 90). IRF4 может быть индуцирован IL-4 через белок, содержащий домен jumonji () (JMJD) 3, который важен для индукции ответа макрофагов M2 на заражение гельминтами (91, 92).Кроме того, IL-4 регулирует подмножество генов, связанных с фенотипом M2, включая несколько генов MHC-II, CIITA, цитохрома P450 1B1 (CYP1B1) и ген антагониста рецептора IL-1 (IL1RN), которые не регулируются в IRF4-дефицитных макрофаги (91). IRF5 играет важную роль в регулировании поляризации макрофагов жировой ткани и инсулинорезистентности при ожирении (93). LPS-индуцированное рекрутирование IRF5 способствует поляризации макрофагов M1 через , снабжая клетки IL-12 высоким IL-23 высоким IL-10 низким цитокиновым профилем (94).Было показано, что отсутствие IRF9 приводит к сильной защите от воспаления толстой кишки, вызванного декстраном сульфатом натрия (95). Известно, что IRF9 регулирует передачу сигналов интерферона I типа, а также играет роль в обеспечении поляризации макрофагов M1 (21, 96).

    Передача сигналов Notch была идентифицирована как эволюционно консервативный путь для модуляции поляризации M1 / ​​M2 макрофагов. Сообщалось, что дифференцировка TAMs зависит от регулятора транскрипции передачи сигналов Notch в модели опухоли молочной железы мышей (97).Макрофаги, сверхэкспрессирующие miR-125a, обладают повышенной фагоцитарной активностью и ингибирующим действием на рост опухоли за счет ремоделирования иммунного микроокружения (98). miR-125a — это нижележащая молекула передачи сигналов Notch, играющая решающую роль в стимулировании M1 и ингибировании поляризации M2 (98). IRF4 — важный фактор транскрипции, участвующий в этом пути. Было обнаружено, что экспрессия белка IRF4 была заметно снижена в BMDM, трансфицированных miR-125a. Репортерный анализ показал, что miR-125a снижает активность люциферазы в клетках, трансфицированных репортерами, содержащими WT 3’UTR IRF4, которая устраняется нарушением проксимальной посевной последовательности (302–309 п.н.) в уникальной посевной последовательности в IRF4 3. ′ UTR (98).Дальнейшее исследование показало, что miR-125a активирует маркеры M1 iNOS, IL-12 и TNF-α и подавляет маркерный рецептор маннозы M2 (Mrc1) при BMDM. Нокдаун IRF4 снижает экспрессию Mrc1 и почти полностью отменяет активацию miR-125a, опосредованную ASO, Mrc1 (98). Эти данные указывают на то, что miR-125a ингибирует поляризацию макрофагов M2 и усиливает активацию провоспалительных макрофагов путем нацеливания на IRF4. Более того, miR-125b участвует в регуляции активации макрофагов путем нацеливания на IRF4. Сверхэкспрессия miR-125b значительно усиливает поверхностную экспрессию костимулирующих молекул и увеличивает ответ макрофагов на IFN-γ за счет ингибирования экспрессии IRF4 (99).

    Недавнее исследование Peng et al. показали, что miR-146b резко ингибирует поляризацию макрофагов M1 и облегчает развитие колита (100). Кроме того, экспрессия IRF5 снижалась в слизистой оболочке толстой кишки при обработке миметика miR-146b. Люциферазные анализы продемонстрировали, что человеческий IRF5 является прямой мишенью для miR-146b. Более того, миметик miR-146b заметно снижает экспрессию IRF5 как на уровне белка, так и на уровне мРНК в макрофагах M1, индуцированных IFN-γ / LPS. Кроме того, сверхэкспрессия IRF5 спасала индуцированное миметиком miR-146b ингибирование поляризации макрофагов M1 (100).Следовательно, miR-146b ингибирует поляризацию макрофагов M1 путем прямого воздействия на IRF5.

    Поляризация макрофагов играет решающую роль в модуляции ангиогенеза в дистальной ишемической мышце. Ganta et al. продемонстрировали, что сверхэкспрессия miR-93 индуцирует M2-подобную поляризацию в макрофагах, чтобы способствовать ангиогенезу (96). miR-93 модулирует экспрессию иммунного ответного гена (IRG) 1, способствуя поляризации макрофагов M2. Однако IRG1 не является прямой мишенью для miR-93. Репортерные анализы подтвердили, что IRF9 является прямой мишенью для miR-93.Кроме того, сверхэкспрессия IRF9 значительно индуцирует экспрессию IRG1 в макрофагах (96). Эти данные свидетельствуют о том, что miR-93 снижает экспрессию IRG1, нацеливая на IRF9, что приводит к поляризации макрофагов M2.

    Факторы типа Круппеля

    Факторы типа Круппеля представляют собой подсемейство ДНК-связывающих регуляторов транскрипции из класса «цинковые пальцы». Некоторые члены семейства KLFs, такие как KLF4 и KLF6, как сообщается, играют важную роль в регуляции поляризации макрофагов.Liao et al. обнаружили, что дефицит миелоидного KLF4 приводит к увеличению провоспалительных цитокинов в коже и задержке заживления ран (15). Было обнаружено, что KLF4 взаимодействует с STAT6, чтобы индуцировать генетическую программу M2 и ингибировать мишени M1 посредством секвестрации коактиваторов, необходимых для активации NF-κB (15). Goodman et al. наблюдали, что миелоид-специфический дефицит KLF6 снижает экспрессию индуцированных декстрансульфатом натрия генов провоспалительных цитокинов и увеличивает экспрессию противовоспалительных генов в тканях толстой кишки (101).Было обнаружено, что KLF6 способствует фенотипу M1 посредством сотрудничества с NF-κB и ингибирует мишени M2 путем подавления экспрессии PPAR-γ (102).

    Принято считать, что Mycobacterium tuberculosis (Mtb) мешает поляризации M1 и индуцирует профиль M2 (103). Саху и др. обнаружили, что KLF4 усиливает экспрессию Mcl-1, подавляя тем самым аутофагию во время инфекции Mtb. Кроме того, подавление KLF4 подавляет активность аргиназы, одновременно увеличивая продукцию нитрита и экспрессию iNOS во время инфекции Mtb (104).miR-26a была подтверждена как негативный регулятор экспрессии KLF4 в Mtb-инфицированных макрофагах. Роль miR-26a в регуляции транскрипции баланса iNOS / аргиназа была дополнительно усилена (104). Следовательно, ось передачи сигналов miR-26a / KLF4 является детерминантом фенотипа макрофагов M1 / ​​M2 во время инфекции Mtb. Кроме того, KLF6 был подтвержден как потенциальная мишень для miR-181a. Bi et al. продемонстрировали, что miR-181a способствует поляризации макрофагов M2 через , напрямую нацеливаясь на KLF6 (83).

    Связывающий белок GATA 3

    GATA-связывающий белок 3 принадлежит к семейству факторов транскрипции GATA, которые участвуют в регуляции поляризации макрофагов M2. GATA3 значительно повышен в макрофагах M2. Обработка линии моноцитарных клеток мыши GATA3 shRNA заметно снижает экспрессию маркеров M2 (24).

    Чжун и И обнаружили, что miR-720 ингибирует метастазирование рака груди посредством регулирования поляризации макрофагов в микроокружении опухоли (105).Сверхэкспрессия miR-720 подавляет экспрессию генов, связанных с фенотипами M2, таких как CD163, IL-10 и CCL17, но не влияет на экспрессию маркера M1 CD86 и незначительно влияет на продукцию цитокинов макрофагов M1, TNF- α и ИЛ-6 (105). Эти результаты указывают на то, что miR-720 важна для поляризации макрофагов по направлению к фенотипу M2. Более того, авт. Также выявили, что GATA3 является потенциальной мишенью для miR-720, участвующей в поляризации M2. Анализ люциферазного репортера показал, что GATA3 регулируется miR-720 посредством прямого связывания с его 3’UTR.Кроме того, сверхэкспрессия miR-720 приводит к подавлению экспрессии GATA3 как на уровне мРНК, так и на уровне белка в клетках THP-1 (105). Примечательно, что GATA3, который регулируется miR-720, ингибирует поляризацию M2, поскольку эктопическая экспрессия GATA3 восстанавливает экспрессию маркера M2 CD163 в клетках THP-1, сверхэкспрессированных miR-720. Однако эктопическая экспрессия GATA3 лишь частично восстанавливает экспрессию других генов, связанных с фенотипами M2, таких как IL-10, CCL17 и Arg-1, предполагая, что другие нижестоящие мишени miR-720 также могут вносить вклад в регулируемую miR-720 Поляризация M2 (105).Взятые вместе, GATA3 является одной из нижестоящих мишеней miR-720 и, по крайней мере частично, опосредует ингибирующие эффекты miR-720 на поляризацию макрофагов M2.

    Фактор ядерной транскрипции-κB

    У млекопитающих семейство факторов транскрипции NF-κB состоит из пяти членов: RelA (p65), RelB, c-Rel, NF-κB1 (p105 / p50) и NF-κB2 (p100 / p52) (106). Передача сигналов NF-κB во многих типах клеток тесно связана с развитием метаболических заболеваний и воспалительных заболеваний (107).NF-κB является важным транскрипционным регулятором поляризации макрофагов M1, индуцированной TLR4. Передача сигналов TLR4 активирует киназу Iκ-B (IKK) для фосфорилирования Iκ-B через ген первичного ответа миелоидной дифференцировки , зависящий от 88 (MyD88) и MyD88-независимого [TIR-домен-содержащий адаптер-индуцирующий IFN-β (TRIF) -зависимый] пути. Более того, активация NF-κB инициируется фосфорилированием Iκ-B в ответ на стимулы микроокружения. После фосфорилирования Iκ-B и последующей деградации NF-κB перемещается в ядро ​​и контролирует экспрессию различных генов-мишеней путем связывания со специфическими последовательностями ДНК (107, 108).Активация NF-κB способствует поляризации макрофагов M1, регулируя экспрессию провоспалительных цитокинов.

    miR-210 играет важную роль как в воспалении, так и в иммунитете. Он подавляет экспрессию провоспалительных цитокинов и путь NF-κB при остеоартрите (109). Qi et al. обнаружили, что miR-210 функционирует как негативный регулятор передачи сигналов LPS / TLR4 (110). Сверхэкспрессия miR-210 подавляет индуцированную TLR4 экспрессию провоспалительных цитокинов TNF-α и IL-6 через , нацеленную на NF-κB в макрофагах.Более того, миметик miR-210 может ингибировать активацию NF-κB, направляя молекулы ниже IKK-β в LPS-стимулированных макрофагах. Кроме того, Zhang и его коллеги обнаружили, что миметик miR-210 подавляет активацию NF-κB через , повышая уровень Iκ-Bα и снижая экспрессию p65 в клетках, обработанных LPS (109). Эти данные предполагают, что miR-210 действует как ключевой регулятор для ингибирования поляризации макрофагов M1, что может служить терапевтической мишенью для воспалительных заболеваний.

    c-MYC

    c-MYC является критическим фактором транскрипции в регуляции альтернативной активации макрофагов и биологии ТАМ (111, 112).Он действует как активатор транскрипции, регулируя экспрессию генов-мишеней путем связывания с последовательностями энхансерных боксов (E-боксы) в промоторной области. Было подтверждено, что c-MYC может напрямую регулировать значительный набор экспрессии ассоциированных с M2 генов (ALOX15, Mrc1 и SCARB1). Кроме того, c-MYC способствует поляризации макрофагов M2, активируя медиаторы передачи сигналов IL-4 STAT6 и PPAR-γ (111).

    Сообщалось, что семейство

    miR-26, включая miR-26a и miR-26b, тесно связано с патогенезом плоскоклеточного рака пищевода (ESCC).Ли и др. показали, что экспрессия miR-26a и miR-26b значительно снижена в большинстве тканей ESCC (113). Как miR-26a, так и -26b ингибируют пролиферацию клеток ESCC через , напрямую нацеливаясь на 3’UTR связывающего MYC белка (MYCBP) 3’UTR для репрессии. MYCBP связывается с N-концевой областью c-MYC и усиливает его способность активировать E box-зависимую транскрипцию. Более того, повышающая регуляция miR-26a и -26b приводит к снижению экспрессии большинства генов-мишеней c-MYC, предполагая, что семейство miR-26 может ингибировать пролиферацию клеток ESCC посредством подавления MYCBP и последующего ингибирования пути c-MYC ( 113).Хорошо известно, что ТАМ играют решающую роль в росте опухолей, инвазии, ангиогенезе и образовании метастазов. Учитывая, что c-MYC является ключевым фактором транскрипции в регуляции биологии ТАМ, члены семейства miR-26 могут действовать как супрессоры опухолей, подавляя путь c-MYC и уменьшая ТАМ в тканях ESCC.

    Заключение

    В течение последних нескольких лет был достигнут значительный прогресс в выяснении того, как факторы транскрипции определяют идентичность макрофагов и контролируют поляризацию макрофагов во время гомеостаза или в сложных ситуациях (23).Недавно было обнаружено, что miRNA действуют как вышестоящие регуляторы факторов транскрипции, участвующих в регуляции поляризации макрофагов (PPAR, STAT, C / EBP, IRF, KLF, GATA3, NF-κB и c-MYC). Биологическая роль сетей факторов транскрипции miRNA в поляризации макрофагов включает развитие множества заболеваний. Обзор роли miRNAs в регуляции транскрипции поляризации макрофагов дает представление об их регуляции воспаления, иммунного ответа и опухоли.Однако механизм, с помощью которого miRNAs регулируют поляризацию макрофагов с помощью факторов транскрипции , кажется сложным. Например, Wang et al. продемонстрировали, что miR-21 способствует M1 и ингибирует поляризацию перитонеальных макрофагов M2 путем прямого воздействия на STAT3 (66). Однако было также показано, что miR-21 ингибирует провоспалительную поляризацию макрофагов и усиливает противовоспалительный фенотип макрофагов в других линиях клеток макрофагов (67, 68). Причины этого несоответствия до сих пор остаются невыясненными.Поскольку miRNAs специфичны для разных тканей и типов клеток, возможно, что miR-21 оказывает различные эффекты на поляризацию макрофагов в зависимости от типов клеток и in vivo микроокружения. Мы суммировали сходства и различия miRNAs, которые регулируют поляризацию макрофагов у мышей и людей (Table 2). Более того, одна miRNA, такая как miR-181a и miR-155, как известно, нацелена на множественные факторы транскрипции, участвующие в поляризации макрофагов. Кроме того, один фактор транскрипции в поляризации макрофагов также кооперативно связывается с различными miRNA, особенно в микроокружении рака.

    Таблица 2 . Эффекты микроРНК (миРНК) на поляризацию макрофагов у мышей и людей.

    Помимо канонической функции связывания с их целевыми матричными РНК, секретируемые опухолью miR-21 и miR-29a могут функционировать посредством других механизмов, например, путем связывания в качестве лигандов с рецепторами семейства TLR, TLR7 мыши и TLR8 человека. в иммунных клетках и запускает TLR-опосредованный прометастатический воспалительный ответ, чтобы регулировать поляризацию макрофагов (65).Lehmann et al. также обнаружили, что let-7b может действовать как мощный активатор передачи сигналов TLR7 в нейронах, и эта активация может вызывать нейродегенерацию (114). Богатый GU мотив (GUUG для miR-21, GGUU для miR-29a и GUUGUGU для let-7b) важен для распознавания miRNA-TLR. Это может быть важным путем модуляции поляризации макрофагов. Однако, могут ли эти miRNAs с богатой «GU» последовательностью напрямую связываться с факторами транскрипции и регулировать поляризацию макрофагов, требует дальнейшего изучения.

    Степень инфильтрации макрофагов служит важным диагностическим и прогностическим биомаркером многих раковых заболеваний человека (115). Повышенное количество макрофагов CD68 + (типичный признак ТАМ) было тесно связано с сокращением выживаемости у пациентов с классической лимфомой Ходжкина, что указывает на новый биомаркер для стратификации риска (116). Высокая плотность макрофагов в передней части опухоли положительно влияет на прогноз при колоректальном раке (117). Кроме того, несколько линий доказательств указывают на то, что новые стратегии манипулирования ТАМ представляют собой активную область исследований для улучшения противоопухолевой терапии (118, 119).Истощение ТАМ сопровождалось значительным ингибированием роста опухоли как на сингенных, так и на ксеногенных моделях опухолей. Лечение мышей с опухолями клодролипом в сочетании с антителами к одноцепочечным фрагментам VEGF значительно усиливало истощение ТАМ и приводило к резкому ингибированию роста опухоли (120). У мышей, несущих мультиформные ксенотрансплантаты глиобластомы, лечение пексидартинибом (PLX3397) увеличивало чувствительность опухоли к лучевой терапии за счет уменьшения набора ТАМ, полученных из костного мозга (121).Однако степень, в которой их влияние на макрофаги объясняет их клиническую эффективность, еще предстоит определить. Понимание молекулярных механизмов сетей факторов транскрипции miRNA, регулирующих макрофаги, помогает обеспечить основу для диагностических и терапевтических стратегий, ориентированных на макрофаги.

    Принимая во внимание важность и многогранный вклад поляризации макрофагов во многие физиологические и патологические состояния, включая инфекцию, воспаление, иммунитет, регенерацию и рак, необходимы дополнительные исследования для лучшего понимания того, как требуется множество целевых миРНК для модуляции факторов транскрипции и как они совместно уравновешивают поляризацию макрофагов при различных заболеваниях.

    Авторские взносы

    G-JZ задумал и разработал эту статью. HL и TJ изучили литературу и написали статью. M-QL и X-LZ ​​изучили литературу и представили предложения. Все авторы одобрили рукопись для подачи.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов относительно публикации данной статьи.

    Благодарности

    Авторы выражают признательность за финансовую поддержку Национальному фонду естественных наук Китая (81660082) и Фонду естественных наук Гуанси (AA139209).

    Список литературы

    5. Гомес Пердигеро Э., Клаппрот К., Шульц С., Буш К., Аззони Э., Крозе Л. и др. Резидентные в тканях макрофаги происходят из эритромиелоидных предшественников, происходящих из желточного мешка. Nature (2015) 518 (7540): 547–51. DOI: 10.1038 / природа13989

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    6. Стреммель С., Шухерт Р., Вагнер Ф., Талер Р., Вайнбергер Т., Пик Р. и др. Предшественники макрофагов желточного мешка перемещаются к эмбриону на определенных стадиях развития. Нац Коммун (2018) 9 (1): 75. DOI: 10.1038 / s41467-017-02492-2

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    7. Hoeffel G, Wang Y, Greter M, See P, Teo P, Malleret B, et al. Взрослые клетки Лангерганса происходят преимущественно из эмбриональных эмбриональных моноцитов печени с незначительным вкладом макрофагов, происходящих из желточного мешка. J Exp Med (2012) 209 (6): 1167–81. DOI: 10.1084 / jem.20120340

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    9.Локати М., Мантовани А., Сика А. Активация и поляризация макрофагов как адаптивный компонент врожденного иммунитета. Adv Immunol (2013) 120: 163–84. DOI: 10.1016 / B978-0-12-417028-5.00006-5

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    13. Хао Н.Б., Лу М.Х., Фань Ю.Х., Цао Ю.Л., Чжан З.Р., Ян С.М. Макрофаги в микроокружении опухолей и прогрессирование опухолей. Clin Dev Immunol (2012) 2012: 948098. DOI: 10.1155 / 2012/948098

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    15.Liao X, Sharma N, Kapadia F, Zhou G, Lu Y, Hong H и др. Kruppel-подобный фактор 4 регулирует поляризацию макрофагов. J Clin Invest (2011) 121 (7): 2736–49. DOI: 10.1172 / JCI45444

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    16. Чанми Т., Онтонг П., Конно К., Итано Н. Макрофаги, связанные с опухолью, как основные игроки в микросреде опухоли. Раки (Базель) (2014) 6 (3): 1670–90. DOI: 10.3390 / Cancers6031670

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    24.Ян М., Ли Ф, Ван Л., Юхт А., Ариас А., Тиан Ф. и др. GATA3 регулирует поляризацию и фенотип макрофагов. Тираж (2012) 126: A13424.

    Google Scholar

    30. Графф Дж. У., Диксон А. М., Клей Дж., Маккаффри А. П., Уилсон М. Е.. Идентификация функциональных микроРНК в макрофагах с поляризованными фенотипами. J Biol Chem (2012) 287 (26): 21816-25. DOI: 10.1074 / jbc.M111.327031

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    31.Penas F, Mirkin GA, Vera M, Cevey A, Gonzalez CD, Gomez MI, et al. Обработка in vitro лигандами PPARalpha и PPARgamma приводит к поляризации макрофагов с M1 на M2 у мышей, инфицированных T. cruzi . Biochim Biophys Acta (2015) 1852 (5): 893–904. DOI: 10.1016 / j.bbadis.2014.12.019

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    33. Канг К., Рейли С.М., Карабакак В., Гангл М.Р., Фицджеральд К., Хатано Б. и др. Цитокины Th3, происходящие из адипоцитов, и миелоидный PPARdelta регулируют поляризацию макрофагов и чувствительность к инсулину. Cell Metab (2008) 7 (6): 485–95. DOI: 10.1016 / j.cmet.2008.04.002

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    34. Бухлель М.А., Дерудас Б., Ригамонти Э., Диеварт Р., Брозек Дж., Хаулон С. и др. Активация PPARgamma превращает человеческие моноциты в альтернативные макрофаги M2 с противовоспалительными свойствами. Cell Metab (2007) 6 (2): 137–43. DOI: 10.1016 / j.cmet.2007.06.010

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    35.Chakraborty S, Zawieja DC, Davis MJ, Muthuchamy M. Сигнатура микроРНК воспаленного лимфатического эндотелия и роль miR-9 в лимфангиогенезе и воспалении. Am J Physiol Cell Physiol (2015) 309 (10): C680–92. DOI: 10.1152 / ajpcell.00122.2015

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    36. Баццони Ф., Россато М., Фаббри М., Гаудиози Д., Мироло М., Мори Л. и др. Индукция и регуляторная функция miR-9 в моноцитах и ​​нейтрофилах человека, подвергшихся воздействию провоспалительных сигналов. Proc Natl Acad Sci U S. A (2009) 106 (13): 5282–7. DOI: 10.1073 / pnas.0810

    6

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    37. Тулин П., Вей Т., Вернгрен О., Чунг Л., Фишер Р.М., Грандер Д. и др. МикроРНК-9 регулирует экспрессию дельта рецептора, активируемого пролифератором пероксисом, в моноцитах человека во время воспалительной реакции. Int J Mol Med (2013) 31 (5): 1003–10. DOI: 10.3892 / ijmm.2013.1311

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    38.Bouhlel MA, Brozek J, Derudas B, Zawadzki C, Jude B, Staels B, et al. В отличие от PPARgamma, активация PPARalpha или PPARbeta / delta не способствует дифференцировке человеческих моноцитов в сторону альтернативных макрофагов. Biochem Biophys Res Commun (2009) 386 (3): 459–62. DOI: 10.1016 / j.bbrc.2009.06.047

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    39. Zhang M, Wu JF, Chen WJ, Tang SL, Mo ZC, Tang YY, et al. MicroRNA-27a / b регулирует отток, приток и этерификацию / гидролиз клеточного холестерина в макрофагах THP-1. Атеросклероз (2014) 234 (1): 54–64. DOI: 10.1016 / j.atherosclerosis.2014.02.008

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    40. Яо Ф, Ю Й, Фэн Л., Ли Дж., Чжан М., Лан Х и др. Адипогенный miR-27a в жировой ткани активирует активацию макрофагов посредством ингибирования PPAR-гамма инсулинорезистентности, вызванной ожирением, связанным с диетой с высоким содержанием жиров. Exp Cell Res (2017) 355 (2): 105–12. DOI: 10.1016 / j.yexcr.2017.03.060

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    41.Чен В.Дж., Инь К., Чжао Г.Дж., Фу Ю.К., Тан СК. Магия и загадка микроРНК-27 при атеросклерозе. Атеросклероз (2012) 222 (2): 314–23. DOI: 10.1016 / j.atherosclerosis.2012.01.020

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    42. Величеаса Д., Бияшев Д., Цин Г., Мисенер С., Маки А.Р., Кишор Р. и др. Терапевтические манипуляции с ангиогенезом с помощью miR-27b. Ячейка Vasc (2015) 7: 6. DOI: 10.1186 / s13221-015-0031-1

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    43.Jennewein C, von Knethen A, Schmid T, Brune B. MicroRNA-27b способствует дестабилизации мРНК рецептора гамма (PPARgamma), опосредованной липополисахаридами, активируемого пролифератором пероксисом. J Biol Chem (2010) 285 (16): 11846–53. DOI: 10.1074 / jbc.M109.066399

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    44. Кида К., Накадзима М., Мохри Т., Ода Й., Такаги С., Фуками Т. и др. PPARalpha регулируется miR-21 и miR-27b в печени человека. Pharm Res (2011) 28 (10): 2467–76.DOI: 10.1007 / s11095-011-0473-y

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    45. Lin L, Lin H, Wang L, Wang B, Hao X, Shi Y. miR-130a регулирует поляризацию макрофагов и связана с немелкоклеточным раком легких. Oncol Rep (2015) 34 (6): 3088–96. DOI: 10.3892 / or.2015.4301

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    46. Zhang M, Zhou Z, Wang J, Li S. miR-130b способствует воспалению жировой ткани, ассоциированному с ожирением, и инсулинорезистентности у мышей с диабетом путем ослабления поляризации макрофагов M2 посредством репрессии PPAR-гамма. Immunol Lett (2016) 180: 1–8. DOI: 10.1016 / j.imlet.2016.10.004

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    47. Ван Л.Л., Хуанг И, Ван Г, Чен С.Д. Потенциальная роль микроРНК-146 в болезни Альцгеймера: биомаркер или терапевтическая мишень? Med Hypotheses (2012) 78 (3): 398–401. DOI: 10.1016 / j.mehy.2011.11.019

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    48. Vergadi E, Vaporidi K, Theodorakis EE, Doxaki C, Lagoudaki E, Ieronymaki E, et al.Дефицит Akt2 защищает от острого повреждения легких за счет альтернативной активации макрофагов и индукции miR-146a у мышей. J Immunol (2014) 192 (1): 394–406. DOI: 10.4049 / jimmunol.1300959

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    49. Takahashi Y, Satoh M, Minami Y, Tabuchi T., Itoh T, Nakamura M. Экспрессия miR-146a / b связана с сигналом toll-подобного рецептора 4 при ишемической болезни сердца: эффект блокады ренин-ангиотензиновой системы и статины на уровнях miRNA-146a / b и toll-подобного рецептора 4. Clin Sci (Лондон) (2010) 119 (9): 395–405. DOI: 10.1042 / CS20100003

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    50. Сюй Дж., Ву В., Чжан Л., Дорсет-Мартин В., Моррис М. В., Митчелл М. Е. и др. Роль микроРНК-146a в патогенезе диабетических нарушений заживления ран: коррекция с помощью лечения мезенхимальными стволовыми клетками. Диабет (2012) 61 (11): 2906–12. DOI: 10.2337 / db12-0145

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    52.Curtale G, Mirolo M, Renzi TA, Rossato M, Bazzoni F, Locati M. Отрицательная регуляция передачи сигналов toll-подобного рецептора 4 с помощью IL-10-зависимой микроРНК-146b. Proc Natl Acad Sci U S. A (2013) 110 (28): 11499–504. DOI: 10.1073 / pnas.1219852110

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    53. Хуанг Ц., Лю XJ, QunZhou XJ, Xie J, Ma TT, Meng XM и др. miR-146a модулирует поляризацию макрофагов, ингибируя путь Notch2 в макрофагах RAW264.7. Int Immunopharmacol (2016) 32: 46–54.DOI: 10.1016 / j.intimp.2016.01.009

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    54. Chen L, Dai YM, Ji CB, Yang L, Shi CM, Xu GF и др. miR-146b является регулятором пролиферации и дифференцировки висцеральных преадипоцитов человека, и его экспрессия изменяется при ожирении человека. Mol Cell Endocrinol (2014) 393 (1-2): 65-74. DOI: 10.1016 / j.mce.2014.05.022

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    55. He C, Medley SC, Hu T, Hinsdale ME, Lupu F, Virmani R, et al.Передача сигналов PDGFRbeta регулирует местное воспаление и действует синергетически с гиперхолестеринемией, способствуя развитию атеросклероза. Нац Коммун (2015) 6: 7770. DOI: 10.1038 / ncomms8770

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    56. Джайлз Е.М., Сандерс Т.Дж., Маккарти Н.Е., Лунг Дж., Патак М., Макдональд Т.Т. и др. Регулирование Т-клеточных ответов кишечника человека с помощью передачи сигналов интерферон-STAT1 типа 1 нарушается при воспалительном заболевании кишечника. Mucosal Immunol (2017) 10 (1): 184–93.DOI: 10,1038 / mi.2016.44

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    57. Такаиши К., Комохара Й., Таширо Х., Отаке Х., Накагава Т., Катабучи Х. и др. Вовлечение M2-поляризованных макрофагов в асцит из запущенной эпителиальной карциномы яичников в прогрессирование опухоли через активацию Stat3. Cancer Sci (2010) 101 (10): 2128–36. DOI: 10.1111 / j.1349-7006.2010.01652.x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    58.Стоукс К., Ламарч Н.М., Ислам Н., Вуд А., Хуанг В., Август А. Передний край: передача сигналов STAT6 в эозинофилах необходима для развития аллергического воспаления дыхательных путей. J Immunol (2015) 194 (6): 2477–81. DOI: 10.4049 / jimmunol.1402096

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    59. Ху Х, Чакраварты С.Д., Ивашков Л.Б. Регулирование передачи сигналов интерферона и толл-подобных рецепторов во время активации макрофагов путем противодействия механизмам подавления с прямой связью и обратной связью. Immunol Rev (2008) 226: 41–56. DOI: 10.1111 / j.1600-065X.2008.00707.x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    60. Сюй Ф, Кан И, Чжан Х, Пяо З, Инь Х, Диао Р. и др. Akt1-опосредованная регуляция поляризации макрофагов на мышиной модели легочной инфекции Staphylococcus aureus . J Infect Dis (2013) 208 (3): 528–38. DOI: 10.1093 / infdis / jit177

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    61.Martinez-Nunez RT, Louafi F, Sanchez-Elsner T. Путь интерлейкина 13 (IL-13) в макрофагах человека модулируется микроРНК-155 посредством прямого нацеливания на рецептор интерлейкина 13 альфа (IL13Ralpha1). J Biol Chem (2011) 286 (3): 1786–94. DOI: 10.1074 / jbc.M110.169367

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    62. Мур С.С., Рао В.Т., Дюрафур Б.А., Беделл Б.Дж., Людвин С.К., Бар-Ор А. и др. miR-155 как релевантный для рассеянного склероза регулятор поляризации миелоидных клеток. Ann Neurol (2013) 74 (5): 709–20. DOI: 10.1002 / ana.23967

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    63. Кутти Р.К., Нагинени С.Н., Самуэль В., Виджаясарати К., Хукс Дж. Дж., Редмонд TM. Воспалительные цитокины регулируют экспрессию микроРНК-155 в клетках пигментного эпителия сетчатки человека путем активации пути JAK / STAT. Biochem Biophys Res Commun (2010) 402 (2): 390–5. DOI: 10.1016 / j.bbrc.2010.10.042

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    64.Чжан И, Чжан М., Ли Х, Тан З, Ван Х, Чжун М. и др. Подавление микроРНК-155 ослабляет сердечное повреждение и дисфункцию при вирусном миокардите за счет стимулирования поляризации макрофагов по фенотипу M2. Sci Rep (2016) 6: 22613. DOI: 10.1038 / srep22613

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    65. Фаббри М., Паоне А., Калоре Ф., Галли Р., Гаудио Е., Сантханам Р. и др. МикроРНК связываются с толл-подобными рецепторами, вызывая прометастатический воспалительный ответ. Proc Natl Acad Sci U S A (2012) 109 (31): E2110–6. DOI: 10.1073 / pnas.1209414109

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    66. Ван З., Брандт С., Медейрос А., Ван С., Ву Х, Дент А. и др. МикроРНК 21 является гомеостатическим регулятором поляризации макрофагов и предотвращает опосредованное простагландином E2 образование M2. PLoS One (2015) 10 (2): e0115855. DOI: 10.1371 / journal.pone.0115855

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    67.Caescu CI, Guo X, Tesfa L, Bhagat TD, Verma A, Zheng D, et al. Сигнальные сети рецептора колониестимулирующего фактора-1 подавляют воспалительные реакции макрофагов мыши путем индукции микроРНК-21. Кровь (2015) 125 (8): e1–13. DOI: 10.1182 / кровь-2014-10-608000

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    68. Lu TX, Munitz A, Rothenberg ME. МикроРНК-21 активируется при аллергическом воспалении дыхательных путей и регулирует экспрессию IL-12p35. J Immunol (2009) 182 (8): 4994–5002.DOI: 10.4049 / jimmunol.0803560

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    69. Ин Х, Ву Цюй, Ву Х, Чжу Ц., Ван Х, Цзян Л. и др. Экзосомная miR-222-3p, секретируемая эпителиальным раком яичников, индуцирует поляризацию ассоциированных с опухолью макрофагов. Oncotarget (2016) 7 (28): 43076–87. DOI: 10.18632 / oncotarget.9246

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    70. Ян Дж., Чжан З., Чен С., Лю И, Си Кью, Чжуан Т.Х. и др. МикроРНК-19a-3p ингибирует прогрессирование и метастазирование рака груди, индуцируя поляризацию макрофагов за счет подавления экспрессии протоонкогена Fra-1. Онкоген (2014) 33 (23): 3014–23. DOI: 10.1038 / onc.2013.258

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    71. Ма С., Лю М., Сюй З, Ли И, Го Х, Джи И и др. Двойная петля обратной связи, опосредованная микроРНК-23a / 27a / 24-2, регулирует поляризацию макрофагов M1 по сравнению с M2 и, таким образом, регулирует прогрессирование рака. Oncotarget (2016) 7 (12): 13502–19. DOI: 10.18632 / oncotarget.6284

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    72.Лу YC, Ким I, Lye E, Shen F, Suzuki N, Suzuki S и др. Дифференциальная роль c-Rel и C / EBPbeta / delta в TLR-опосредованной индукции провоспалительных цитокинов. J Immunol (2009) 182 (11): 7212–21. DOI: 10.4049 / jimmunol.0802971

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    73. Ли Б., Цяо Л., Лу М., Ю Х.С., Чунг В., Мак Р. и др. C / EBPalpha регулирует активацию макрофагов и системный метаболизм. Am J Physiol Endocrinol Metab (2014) 306 (10): E1144–54.DOI: 10.1152 / ajpendo.00002.2014

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    74. Литвак В., Рэмси С.А., Руст А.Г., Зак Д.Е., Кеннеди К.А., Лампано А.Е. и др. Функция C / EBPdelta в регуляторной цепи, которая различает временные и постоянные сигналы, индуцированные TLR4. Nat Immunol (2009) 10 (4): 437–43. DOI: 10.1038 / ni.1721

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    75. Тада Y, Брена Р.М., Хакансон Б., Моррисон К., Оттерсон Г.А., Пласс С.Эпигенетическая модуляция альфа-активности опухолевого супрессора CCAAT / энхансера связывающего белка при раке легкого. Национальный институт рака (2006) 98 (6): 396–406. DOI: 10.1093 / jnci / djj093

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    76. Беннетт К.Л., Хакансон Б., Смит Л.Т., Моррисон С.Д., Ланг Дж.С., Шуллер Д.Э. и др. Опухолевая супрессорная активность CCAAT / связывающего белка энхансера альфа эпигенетически подавляется при плоскоклеточной карциноме головы и шеи. Cancer Res (2007) 67 (10): 4657–64.DOI: 10.1158 / 0008-5472.CAN-06-4793

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    77. Lin TC, Hou HA, Chou WC, Ou DL, Yu SL, Tien HF, et al. Метилирование CEBPA как прогностический биомаркер у пациентов с острым миелоидным лейкозом de novo. Лейкемия (2011) 25 (1): 32–40. DOI: 10.1038 / leu.2010.222

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    78. Ким Н., Чой С., Лим С., Ли Х., О Дж. Альбумин опосредует PPAR-гамма или C / EBP-альфа-индуцированные фенотипические изменения в звездчатых клетках поджелудочной железы. Biochem Biophys Res Commun (2010) 391 (1): 640–4. DOI: 10.1016 / j.bbrc.2009.11.112

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    79. Ramji DP, Foka P. CCAAT / энхансер-связывающие белки: структура, функция и регуляция. Biochem J (2002) 365 (Pt 3): 561–75. DOI: 10.1042 / bj20020508

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    81. Ю А, Чжан Т., Дуань Х., Пань И, Чжан Х, Ян Г и др. miR-124 способствует M2-поляризации микроглии и обеспечивает защиту мозга от воспаления через путь C / EBP-альфа при внутримозговых кровоизлияниях. Immunol Lett (2017) 182: 1–11. DOI: 10.1016 / j.imlet.2016.12.003

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    82. Пономарев Э.Д., Веремейко Т, Бартенева Н, Кричевский А.М., Вайнер Х.Л. MicroRNA-124 способствует покою микроглии и подавляет EAE, дезактивируя макрофаги через путь C / EBP-alpha-PU.1. Нат Мед (2011) 17 (1): 64–70. DOI: 10,1038 / нм.2266

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    83. Би Дж., Цзэн Х, Чжао Л., Вэй Кью, Ю Л, Ван Х и др.miR-181a индуцирует макрофаги, поляризованные по фенотипу M2, и способствует метастазированию опухолевых клеток, опосредованному макрофагами M2, воздействуя на KLF6 и C / EBPalpha. Мол тер нуклеиновых кислот (2016) 5 (9): e368. DOI: 10.1038 / mtna.2016.71

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    84. He M, Xu Z, Ding T, Kuang DM, Zheng L. MicroRNA-155 регулирует продукцию воспалительных цитокинов в опухоль-ассоциированных макрофагах посредством нацеливания на C / EBPbeta. Cell Mol Immunol (2009) 6 (5): 343–52. DOI: 10.1038 / см. 2009.45

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    85. Арранс А., Доксаки С., Вергади Е., Мартинес де ла Торре И., Вапориди К., Лагоудаки Е.Д. и др. Протеинкиназы Akt1 и Akt2 по-разному вносят вклад в поляризацию макрофагов. Proc Natl Acad Sci U S. A (2012) 109 (24): 9517–22. DOI: 10.1073 / pnas.11109

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    87. Ли Д., Гуабираба Р., Беснард А.Г., Комаи-Кома М., Джабир М.С., Чжан Л. и др.IL-33 способствует ST2-зависимому фиброзу легких путем индукции альтернативно активированных макрофагов и врожденных лимфоидных клеток у мышей. J Allergy Clin Immunol (2014) 134 (6): 1422–32.e11. DOI: 10.1016 / j.jaci.2014.05.011

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    88. Ромеро Ф., Шах Д., Дуонг М., Пенн Р. Б., Фесслер М. Б., Маденспахер Дж. И др. Паракринная липидная ось пневмоцитов-макрофагов ведет к фиброзу легких. Am J Respir Cell Mol Biol (2015) 53 (1): 74–86.DOI: 10.1165 / rcmb.2014-0343OC

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    89. Тао Б., Цзинь В., Сюй Дж., Лян З., Яо Дж., Чжан Ю. и др. Миелоид-специфическое нарушение тирозинфосфатазы Shp2 способствует альтернативной активации макрофагов и предрасполагает мышей к легочному фиброзу. J Immunol (2014) 193 (6): 2801–11. DOI: 10.4049 / jimmunol.1303463

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    90. Hoeksema MA, Stoger JL, de Winther MP.Молекулярные пути, регулирующие поляризацию макрофагов: последствия для атеросклероза. Curr Atheroscler Rep (2012) 14 (3): 254–63. DOI: 10.1007 / s11883-012-0240-5

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    91. Эль Чартуни С., Шварцфишер Л., Рехли М. Интерлейкин-4-индуцированный регуляторный фактор интерферона (Irf) 4 участвует в регуляции альтернативного прайминга макрофагов. Иммунобиология (2010) 215 (9–10): 821–5. DOI: 10.1016 / j.imbio.2010.05.031

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    92. Сато Т., Такеучи О., Ванденбон А., Ясуда К., Танака Ю., Кумагаи Ю. и др. Ось Jmjd3-Irf4 регулирует поляризацию макрофагов M2 и ответы хозяина против заражения гельминтами. Nat Immunol (2010) 11 (10): 936–44. DOI: 10.1038 / ni.1920

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    93. Далмас Э., Тубал А., Алзаид Ф., Блазек К., Имз Х.Л., Лебозек К. и др. Дефицит Irf5 в макрофагах способствует полезному расширению жировой ткани и чувствительности к инсулину при ожирении. Нат Мед (2015) 21 (6): 610–8. DOI: 10,1038 / нм.3829

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    94. Krausgruber T, Blazek K, Smallie T, Alzabin S, Lockstone H, Sahgal N, et al. IRF5 способствует воспалительной поляризации макрофагов и ответам Th2-Th27. Nat Immunol (2011) 12 (3): 231–8. DOI: 10.1038 / ni.1990

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    95. Rauch I, Rosebrock F, Hainzl E, Heider S, Majoros A, Wienerroither S и др.Неканонические эффекты IRF9 при воспалении кишечника: больше, чем у интерферонов I и III типа. Mol Cell Biol (2015) 35 (13): 2332–43. DOI: 10.1128 / MCB.01498-14

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    96. Ганта В.К., Цой М.Х., Кутателадзе А., Фокс Т.Э., Фарбер С.Р., Приложение BH. МикроРНК93-интерферон-регуляторный фактор-9-иммунореактивный ген-1-путь итаконовой кислоты модулирует M2-подобную поляризацию макрофагов для реваскуляризации ишемической мышцы. Тираж (2017) 135 (24): 2403–25.DOI: 10.1161 / CIRCULATIONAHA.116.025490

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    97. Франклин Р.А., Ляо В., Саркар А., Ким М.В., Бивона М.Р., Лю К. и др. Клеточное и молекулярное происхождение опухолевых макрофагов. Наука (2014) 344 (6186): 921–5. DOI: 10.1126 / science.1252510

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    98. Чжао Дж. Л., Хуанг Ф, Хэ Ф, Гао С. К., Лян С. К., Ма П. Ф. и др. Принудительная активация notch в макрофагах подавляет рост опухоли за счет активации miR-125a и отключения связанных с опухолью макрофагов. Cancer Res (2016) 76 (6): 1403–15. DOI: 10.1158 / 0008-5472.CAN-15-2019

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    99. Чаудхури А.А., Со А.Й., Синха Н., Гибсон В.С., Таганов К.Д., О’Коннелл Р.М. и др. МикроРНК-125b усиливает активацию макрофагов. J Immunol (2011) 187 (10): 5062–8. DOI: 10.4049 / jimmunol.1102001

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    100. Peng L, Zhang H, Hao Y, Xu F, Yang J, Zhang R, et al.Перепрограммирование ориентации макрофагов с помощью микроРНК 146b, нацеленной на фактор транскрипции IRF5. EBioMedicine (2016) 14: 83–96. DOI: 10.1016 / j.ebiom.2016.10.041

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    101. Гудман В. А., Оменетти С., Дате Д., Ди Мартино Л., Де Сальво С., Ким Г. Д. и др. KLF6 способствует пластичности миелоидных клеток в патогенезе воспаления кишечника. Mucosal Immunol (2016) 9 (5): 1250–62. DOI: 10.1038 / mi.2016.1

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    102.Date D, Das R, Narla G, Simon DI, Jain MK, Mahabeleshwar GH. Фактор транскрипции 6, подобный круппелу, регулирует поляризацию воспалительных макрофагов. J Biol Chem (2014) 289 (15): 10318–29. DOI: 10.1074 / jbc.M113.526749

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    104. Саху С.К., Кумар М., Чакраборти С., Банерджи С.К., Кумар Р., Гупта П. и др. МикроРНК 26a (miR-26a) / KLF4 и CREB-C / EBPbeta регулируют передачу сигналов врожденного иммунитета, поляризацию макрофагов и транспортировку Mycobacterium tuberculosis в лизосомы во время инфекции. PLoS Pathog (2017) 13 (5): e1006410. DOI: 10.1371 / journal.ppat.1006410

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    106. Боницци Г., Карин М. Два пути активации NF-kappaB и их роль в врожденном и адаптивном иммунитете. Trends Immunol (2004) 25 (6): 280–8. DOI: 10.1016 / j.it.2004.03.008

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    107. Бейкер Р.Г., Хайден М.С., Гош С. NF-kappaB, воспаление и нарушение обмена веществ. Cell Metab (2011) 13 (1): 11–22.DOI: 10.1016 / j.cmet.2010.12.008

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    108. Zhu HT, Bian C, Yuan JC, Chu WH, Xiang X, Chen F, et al. Куркумин ослабляет острое воспалительное повреждение, ингибируя сигнальный путь TLR4 / MyD88 / NF-kappaB при экспериментальной черепно-мозговой травме. J Нейровоспаление (2014) 11:59. DOI: 10.1186 / 1742-2094-11-59

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    109. Zhang D, Cao X, Li J, Zhao G. miR-210 ингибирует сигнальный путь NF-kappaB, воздействуя на DR6 при остеоартрите. Sci Rep (2015) 5: 12775. DOI: 10.1038 / srep12775

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    110. Qi J, Qiao Y, Wang P, Li S, Zhao W., Gao C. MicroRNA-210 отрицательно регулирует LPS-индуцированное производство провоспалительных цитокинов, воздействуя на NF-kappaB1 в мышиных макрофагах. FEBS Lett (2012) 586 (8): 1201–7. DOI: 10.1016 / j.febslet.2012.03.011

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    111. Пелло О.М., Де Пиццол М., Мироло М., Соучек Л., Замматаро Л., Амабиле А. и др.Роль c-MYC в альтернативной активации человеческих макрофагов и биологии опухолевых макрофагов. Кровь (2012) 119 (2): 411–21. DOI: 10.1182 / кровь-2011-02-339911

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    112. Пелло О.М., Шевре Р., Лауи Д., Де Хуан А., Лоло Ф., Андрес-Манзано М.Дж. и др. Подавление in vivo c-MYC в миелоидных клетках нарушает ассоциированное с опухолью созревание макрофагов и проопухолевую активность. PLoS One (2012) 7 (9): e45399.DOI: 10.1371 / journal.pone.0045399

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    113. Ли Дж, Лян И, Лв Х, Мэн Х, Сюн Дж, Гуань Х и др. miR-26a и miR-26b ингибируют пролиферацию клеток плоскоклеточного рака пищевода посредством подавления пути c-MYC. Gene (2017) 625: 1–9. DOI: 10.1016 / j.gene.2017.05.001

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    114. Леманн С.М., Крюгер С., Парк Б., Деркоу К., Розенбергер К., Баумгарт Дж. И др.Нетрадиционная роль miRNA: let-7 активирует toll-подобный рецептор 7 и вызывает нейродегенерацию. Nat Neurosci (2012) 15 (6): 827–35. DOI: 10.1038 / nn.3113

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    115. Пох А.Р., Эрнст М. Нацеливание на макрофаги при раке: от скамейки к больнице. Front Oncol (2018) 8:49. DOI: 10.3389 / fonc.2018.00049

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    116. Стейдл С., Ли Т., Шах С.П., Фаринья П., Хан Дж., Наяр Т. и др.Макрофаги, связанные с опухолью, и выживаемость при классической лимфоме Ходжкина. N Engl J Med (2010) 362 (10): 875–85. DOI: 10.1056 / NEJMoa00

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    117. Форселл Дж., Оберг А., Хенрикссон М.Л., Стенлинг Р., Юнг А., Палмквист Р. Высокая инфильтрация макрофагами вдоль передней поверхности опухоли коррелирует с улучшением выживаемости при раке толстой кишки. Clin Cancer Res (2007) 13 (5): 1472–9. DOI: 10.1158 / 1078-0432.CCR-06-2073

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    118.Остуни Р., Краточвилл Ф., Мюррей П.Дж., Натоли Г. Макрофаги и рак: от механизмов к терапевтическим последствиям. Trends Immunol (2015) 36 (4): 229–39. DOI: 10.1016 / j.it.2015.02.004

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    120. Цейсбергер С.М., Одерматт Б., Марти С., Цендер-Фьяллман А.Х., Баллмер-Хофер К., Швенденер Р.А. Опосредованное клодронатом-липосомами истощение опухолевых макрофагов: новый и высокоэффективный подход к антиангиогенной терапии. Br J Cancer (2006) 95 (3): 272–81. DOI: 10.1038 / sj.bjc.6603240

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    121. Стаффорд Дж. Х., Хираи Т., Дэн Л., Черникова С. Б., Урата К., Вест Б. Л. и др. Ингибирование рецептора колониестимулирующего фактора 1 задерживает рецидив глиобластомы после облучения за счет изменения рекрутирования и поляризации миелоидных клеток. Neuro Oncol (2016) 18 (6): 797–806. DOI: 10.1093 / neuonc / nov272

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Макрофаги со сниженной экспрессией классических поверхностных маркеров M1 и M2 в жидкости бронхоальвеолярного лаважа человека обнаруживают сигнатуры провоспалительных генов

  • 1.

    Гордон С. и Мартинез Ф. О. Альтернативная активация макрофагов: механизм и функции. Иммунитет 32 , 593–604 (2010).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 2.

    Tarique, A. A. et al. Фенотипические, функциональные и пластические особенности классических и альтернативно активированных макрофагов человека. Am. J. Respir. Cell Mol. Биол. 53 , 676–688 (2015).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 3.

    Миллс, К. Д., Кинкейд, К., Альт, Дж. М., Хейлман, М. Дж. И Хилл, А. М. Макрофаги M-1 / M-2 и парадигма Th2 / Th3. J. Immunol. 164 , 6166–6173 (2000).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 4.

    Арора, С., Дев, К., Агарвал, Б., Дас, П. и Сайед, М. А. Макрофаги: их роль, активация и поляризация при легочных заболеваниях. Иммунобиология 223 , 383–396 (2018).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 5.

    Mantovani, A. et al. Хемокиновая система в различных формах активации и поляризации макрофагов. Trends Immunol. 25 , 677–686 (2004).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 6.

    Ямасаки, К.& Иден, С. Ф. В. Фенотипы и функциональные реакции макрофагов легких: роль в патогенезе ХОБЛ. Внутр. J. Mol. Sci. 19 , 582 (2018).

    PubMed Central Статья CAS PubMed Google Scholar

  • 7.

    Хасселл, Т. и Белл, Т. Дж. Альвеолярные макрофаги: пластичность в тканеспецифическом контексте. Nat. Rev. Immunol. 14 , 81–93 (2014).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 8.

    Xue, J. et al. Сетевой анализ на основе транскриптомов раскрывает спектральную модель активации макрофагов человека. Иммунитет 40 , 274–288 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 9.

    Чана, К. К., Фенвик, П. С., Николсон, А. Г., Барнс, П. Дж. И Доннелли, Л. Е. Идентификация особого фенотипа легочных макрофагов, нечувствительных к глюкокортикостероидам, у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких. J. Allergy Clin. Иммунол. 133 , 207–216 (2014).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 10.

    Vogel, D. Y. et al. Поляризация макрофагов человека in vitro: сравнение методов созревания и активации. Иммунобиология 219 , 695–703 (2014).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 11.

    Войтан П., Межеевский М., Осинска И. и Домагала-Кулавик Дж. Поляризация макрофагов при интерстициальных заболеваниях легких. Cent. Евро. J. Immunol. 41 , 159–164 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 12.

    Beyer, M. et al. Транскриптом высокого разрешения макрофагов человека. PLoS ONE 7 , e45466 (2012).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 13.

    Gerrick, K. Y. et al. Транскрипционное профилирование позволяет идентифицировать новые регуляторы поляризации макрофагов. PLoS ONE 13 , e0208602 (2018).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 14.

    Мартинес, Ф. О., Гордон, С., Локати, М. и Мантовани, А. Транскрипционное профилирование дифференцировки и поляризации человеческих моноцитов и макрофагов: новые молекулы и паттерны экспрессии генов. J. Immunol. 177 , 7303–7311 (2006).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 15.

    Kaku, Y. et al. Избыточная экспрессия CD163, CD204 и CD206 на альвеолярных макрофагах в легких пациентов с тяжелой хронической обструктивной болезнью легких. PLoS ONE 9 , e87400 (2014).

    ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 16.

    Никод, Л. П., Джоудриер, С., Ислер, П., Спилиопулос, А. и Паш, Дж. С. Повышенная регуляция CD40, CD80, CD83 или CD86 на альвеолярных макрофагах после трансплантации легких. J. Heart Lung Transpl. 24 , 1067–1075 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • 17.

    Dewhurst, J. A. et al. Характеристика субпопуляций легочных макрофагов у пациентов с ХОБЛ и контрольной группы. Sci. Отчетность 7 , 7143 (2017).

    ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 18.

    Аггарвал Б. Б. Сигнальные пути суперсемейства TNF: палка о двух концах. Nat. Rev. Immunol. 3 , 745–756 (2003).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 19.

    Бейкер, Р. Г., Хайден, М. С. и Гош, С.NF-κB, воспаление и нарушение обмена веществ. Cell Metab. 13 , 11–22 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 20.

    Ваджант, Х. и Зигмунд, Д. TNFR1 и TNFR2 в контроле баланса жизни и смерти макрофагов. Перед. Cell Dev. Биол. 7 , 91 (2019).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 21.

    Carmi, Y. et al. Роль ИЛ-1, происходящего из макрофагов, в индукции и поддержании ангиогенеза. J. Immunol. 183 , 4705–4714 (2009).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

  • 22.

    De Filippo, K. et al. Хемокины тучных клеток и макрофагов CXCL1 / CXCL2 контролируют раннюю стадию рекрутирования нейтрофилов во время воспаления ткани. Кровь 121 , 4930–4937 (2013).

    PubMed Статья CAS PubMed Central Google Scholar

  • 23.

    Кункель, С. Л., Стэндифорд, Т., Касахара, К. и Стритер, Р. М. Интерлейкин-8 (ИЛ-8): главный хемотаксический фактор нейтрофилов в легких. Exp. Lung Res. 17 , 17–23 (1991).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

  • 24.

    Ли, Дж. et al. Исследование генов компонента инфламмасомы NLRP3 и нижестоящих цитокинов у пациентов с сахарным диабетом 2 типа с атеросклерозом сонных артерий. Lipids Health Dis. 16 , 217 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 25.

    Райан М. Т. и Хугенрад Н. Дж. Митохондриально-ядерные коммуникации. Annu. Rev. Biochem. 76 , 701–722 (2007).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

  • 26.

    Тейлор Р. В. и Тернбулл Д. М. Мутации митохондриальной ДНК при заболеваниях человека. Nat. Преподобный Жене. 6 , 389–402 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 27.

    Виноткумар, К. Р., Чжу, Дж. И Херст, Дж. Архитектура респираторного комплекса млекопитающих I. Природа 515 , 80–84 (2014).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 28.

    Herrero, C. et al. Иммуносенесценция макрофагов: снижение экспрессии гена MHC класса II. Exp. Геронтол. 37 , 389–394 (2002).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google Scholar

  • 29.

    Li, G., Smithey, M.J., Rudd, B.D. и Nikolich-ugich, J. Возрастные изменения в дендритных клетках CD8α + ухудшают экспансию CD8 T-клеток в ответ на внутриклеточные бактерии. Ячейка старения 11 , 968–977 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 30.

    Youm, Y.H. et al. Каноническая инфламмасома Nlrp3 связывает системное воспаление слабой степени с функциональным снижением при старении. Cell Metab. 18 , 519–532 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 31.

    Gundra, U. M. et al. Альтернативно активированные макрофаги, происходящие из моноцитов и тканевых макрофагов, фенотипически и функционально различны. Кровь 123 , e110-122 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 32.

    Gibbings, S. L. et al. Анализ транскриптома подчеркивает консервативную разницу между эмбриональными и постнатальными альвеолярными макрофагами. Кровь 126 , 1357–1366 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 33.

    Nakagomi, D. et al. Матрикс-металлопротеиназа 12 продуцируется макрофагами M2 и играет важную роль в развитии контактной гиперчувствительности. J. Allergy Clin. Иммунол. 135 , 1397–1400 (2015).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 34.

    Шайхиев Р. и др. Зависимое от курения перепрограммирование поляризации альвеолярных макрофагов: значение для патогенеза хронической обструктивной болезни легких. J. Immunol. 183 , 2867–2883 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 35.

    Orecchioni, M., Ghosheh, Y., Pramod, A. B. & Ley, K. Поляризация макрофагов: разные сигнатуры генов в M1 (LPS +) по сравнению с классическим и M2 (LPS-) по сравнению с альтернативно активированными макрофагами. Перед. Иммунол. 10 , 1084 (2019).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 36.

    Кондон, Т. В., Сойер, Р. Т., Фентон, М. Дж. И Ричес, Д. В. Дендритные клетки легких на интерфейсе врожденного адаптивного иммунитета. JJ. Leukoc. Биол. 90 , 883–895 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 37.

    Bratke, K. et al. Субпопуляции дендритных клеток в жидкости бронхоальвеолярного лаважа человека после заражения сегментарным аллергеном. Грудь 62 , 168–175 (2007).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 38.

    Tighe, R. M. et al. Повышение качества и воспроизводимости проточной цитометрии легких. Официальный отчет семинара Американского торакального общества. Am. J. Respir. Cell Mol. Биол. 61 , 150–161 (2019).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 39.

    Водермайер, Х. К. Клеточный цикл: официанты, обслуживающие оборудование для разрушения. Curr. Биол. 11 , R834-837 (2001).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 40.

    Bateman, E. D. et al. Глобальная стратегия ведения и профилактики астмы: резюме GINA. Eur. Респир. J. 31 , 143–178 (2008).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 41.

    Wingett, S. W. & Andrews, S. Экран FastQ: инструмент для мультигеномного картирования и контроля качества. F1000Res 7 , 1338 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 42.

    Dobin, A. et al. STAR: сверхбыстрый универсальный выравниватель RNA-seq. Биоинформатика 29 , 15–21 (2013).

    CAS Google Scholar

  • 43.

    Li, B. & Dewey, C. N. RSEM: точное количественное определение транскриптов на основе данных RNA-Seq с референсным геномом или без него. BMC Bioinform. 12 , 323 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • 44.

    Law, C. W., Chen, Y., Shi, W. & Smyth, G. K. voom: прецизионные веса открывают инструменты анализа линейной модели для подсчета считываний RNA-seq. Genome Biol. 15 , R29 (2014).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 45.

    Андерс, С. и Хубер, У. Анализ дифференциальной экспрессии для данных подсчета последовательностей. Genome Biol. 11 , R106 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 46.

    Jaffe, A.E. et al. Развитие и генетическая регуляция транскриптома коры головного мозга человека проливают свет на патогенез шизофрении. Nat. Neurosci. 21 , 1117–1125 (2018).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 47.

    Лав М. И., Хубер В. и Андерс С. Умеренная оценка кратного изменения и дисперсии данных РНК-seq с помощью DESeq2. Genome Biol. 15 , 550 (2014).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 48.

    Mandelboum, S., Manber, Z., Elroy-Stein, O. & Elkon, R. Рецидивирующая функциональная неверная интерпретация данных RNA-seq, вызванная смещением длины гена, зависящим от образца. PLoS Biol. 17 , e3000481 (2019).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 49.

    Yu, G., Wang, L.G., Han, Y. & He, Q. Y. clusterProfiler: пакет R для сравнения биологических тем среди генных кластеров. OMICS 16 , 284–287 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • Зависимая от циркадных часов и независимая посттранскрипционная регуляция лежит в основе накопления временной мРНК в печени мышей

    % PDF-1.4 % 226 0 объект > эндобдж 218 0 объект > поток doi: 10.1073 / pnas.1715225115application / pdf

  • Зависимая от циркадных часов и независимая посттранскрипционная регуляция лежит в основе накопления временной мРНК в печени мыши
  • 10.1073 / pnas.1715225115 http://dx.doi.org/10.1073/pnas.17152251152018-02-08false10.1073/pnas.1715225115
  • www.pnas.org
  • www.pnas.org
  • 10.1073 / pnas.17152251152018-02-08false
  • www.pnas.org
  • 2022-01-03T16: 39: 42-08: 002022-01-03T16: 39: 42-08: 002018-02-08T00: 58: 07 + 05: 30Arbortext Advanced Print Publisher 9.1.510 / W UnicodeAcrobat Distiller 10.0.0 (Windows) uuid: 233-1dd2-11b2-0a00-110a27bd3700uuid: 236-1dd2-11b2-0a00-5b0000000000 конечный поток эндобдж 196 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 36 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / Shading> / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 90 0 R / Type / Page >> эндобдж 37 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 102 0 R / Type / Page >> эндобдж 38 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 131 0 R / Type / Page >> эндобдж 39 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 137 0 R / Type / Page >> эндобдж 40 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 145 0 R / Type / Page >> эндобдж 5 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 6 0 R / Type / Page >> эндобдж 41 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 165 0 R / Type / Page >> эндобдж 42 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 171 0 R / Type / Page >> эндобдж 43 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 176 0 R / Type / Page >> эндобдж 44 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 72 0 R / Type / Page >> эндобдж 262 0 объект > поток HWnH | W, lRol2A60ƋEjKEËӤ $ Kvf1B: U Lx6eK5 ^ FIƧy9yϒMɿ & w7l4Mm ^ M ޼ [vMqCCK2 | jDs! | L2it7 + 2q:> & c5 \ «IMH0.r5jo: _WxW! N! Y0 + C̟-06VE7 ۭ Z | m + ߖ4 F.:u/ неожиданно’p SZ {Ȯ & yc ӟS @ dže; ӧK + 7% {, 5N0 & qwK, qKdNb5RO / nif 逎 wa% Ȫl {B2 &> wQHP {! L ‘$. In W] 66! 9

    Понимание таинственного макрофага M2 с помощью маркеров активации и эффекторных механизмов

    Альтернативно активированные макрофаги, или макрофаги M2, представляют собой иммунные клетки с высокой фенотипической гетерогенностью и являются управляющими функциями на стыке иммунитета, тканевого гомеостаза, метаболизма и эндокринной передачи сигналов. Сегодня макрофаги M2 идентифицируются на основе паттерна экспрессии набора маркеров M2.Эти маркеры представляют собой трансмембранные гликопротеины, рецепторы скавенджеров, ферменты, факторы роста, гормоны, цитокины и рецепторы цитокинов с разнообразными и часто еще неизученными функциями. В этом обзоре обсуждается, можно ли использовать эти маркеры M2 для идентификации макрофагов M2 и определения их функциональных подразделений. Кроме того, он предоставляет обновленную информацию о новых сигналах тканевой среды и нейроэндокринной системы, которые формируют активацию M2. Обсуждаются также возможные эволюционные корни функций макрофагов M2.

    1. Введение

    Макрофаги — пограничные солдаты врожденного иммунитета, а также незаменимые участники в развитии органов, обновлении тканей и регенерации [1–3]. Благодаря своей роли иммунного надзора макрофаги воспринимают широкий спектр стимулов, от вирусных, микробных и паразитарных антигенов, иммунных комплексов, апоптотических или некротических клеток до различных медиаторов, высвобождаемых другими клетками [4–7]. В ответ на воспринимаемый ими стимул активируются макрофаги, что позволяет им бороться с патогенами, выполнять иммуномодулирующую роль и поддерживать целостность тканей [4, 8, 9].В последнее десятилетие была разработана модель, которая описывает сложный механизм активации макрофагов как поляризацию к двум противоположным состояниям, M1 или классическому, и M2 или альтернативной активации [4, 8].

    Активация M1 индуцируется внутриклеточными патогенами, компонентами бактериальной клеточной стенки, липопротеинами и цитокинами, такими как интерферон гамма (IFN-) и фактор некроза опухоли альфа (TNF-). Макрофаги M1 характеризуются секрецией воспалительных цитокинов и выработкой оксида азота (NO), что приводит к эффективному механизму уничтожения патогенов [4, 8, 10, 11].Активация M2 индуцируется грибковыми клетками, паразитами, иммунными комплексами, комплементами, апоптотическими клетками, фактором, стимулирующим колонии макрофагов (MCSF), интерлейкином-4 (IL-4), IL-13, IL-10, фактором роста опухоли бета (TGF). -) [10], а также различные другие сигналы, рассматриваемые в этой статье. Макрофаги M2 обладают высокой способностью к фагоцитозу, продуцируя компоненты внеклеточного матрикса (ECM), ангиогенные и хемотаксические факторы и IL-10 [12, 13]. Помимо защиты от патогенов, макрофаги M2 очищают апоптотические клетки, могут ослаблять воспалительный ответ и способствовать заживлению ран [8, 14].В современной литературе они широко называются противовоспалительными, прорезавляющими, ранозаживляющими, восстанавливающими тканями и трофическими или регуляторными макрофагами и рассматриваются как доброкачественные противоположности активированным M1 макрофагам [2, 15]. Однако макрофаги M2 могут вызывать аллергическое воспаление, способствовать росту опухолевых тканей и могут быть клеточными резервуарами различных патогенов [8]. Кроме того, макрофаги M2 выполняют сложные роли вне контекста воспаления, такие как морфогенез органов, обмен тканей и эндокринная передача сигналов [2, 4, 6, 16-18].

    Эти задачи с макрофагами M2 имеют биомедицинское воздействие. Например, поддержание M2-подобного состояния некоторых тканевых макрофагов, таких как клетки Купфера и макрофаги жировой ткани, уменьшило бы продукцию медиаторов воспаления и, таким образом, могло бы быть терапевтическим подходом к лечению метаболических заболеваний [3, 17]. Ангиогенная и тканевая ремоделирующая активность макрофагов M2 имеет потенциальное применение в регенеративной медицине [19]. В опухолевой ткани, однако, устранение ангиогенных свойств макрофагов будет препятствовать росту опухоли и увеличивать противоопухолевую активность макрофагов [20].Эти примеры подчеркивают, почему сегодня макрофаги M2 привлекают внимание иммунологов, биологов-онкологов и исследователей в области метаболической и эволюционной биологии. Однако разнообразие подходов и интерпретация исследований затрудняют достижение консенсуса по определению макрофагальной сущности M2. Последние результаты также ставят под вопрос, является ли активация макрофагов дихотомическим процессом in vivo , приводящим к четко определенным макрофагам M1 и M2.Это делает своевременным обзор репертуара используемых в настоящее время маркеров M2.

    В этом обзоре обсуждается возможность надежного использования маркеров M2 для идентификации макрофагов M2 и определения их функциональных подразделений. Было идентифицировано несколько новых сигналов, которые индуцируют или препятствуют активации M2, и эти результаты также рассматриваются в настоящем документе. Обсуждаются также возможные эволюционные корни функций макрофагов M2. В обзоре делается акцент на идее о том, что терминология макрофагов M2 охватывает «не-M1» макрофаги, которые принимают гетерогенные состояния активации и играют широкий спектр ролей в иммунитете и гомеостазе тканей.

    2. Как определить макрофаги M2?

    Сегодня макрофаги M2 идентифицируются на основе транскрипции генов или экспрессии белков набора маркеров M2. Эти маркеры включают трансмембранные гликопротеины, рецепторы скавенджеров, ферменты, факторы роста, гормоны, цитокины и рецепторы цитокинов с разнообразными и часто еще неизученными функциями. Большинство этих маркеров было определено ранними исследованиями активации M2, основанными на наблюдении, что транскрипция их генов была усилена IL-4 / IL-13 и грибковыми или паразитарными инфекциями (в совокупности в условиях, связанных с иммунным ответом Th3 [10]. ]).Однако корреляция между экспрессией маркеров M2 и функциональным состоянием макрофагов не такая строгая, как в случае маркеров клонирования других иммунных клеток. Кроме того, IL-4 и IL-13 могут вызывать транскрипцию многих маркеров M2 и в других миелоидных клетках, например, в дендритных клетках, тучных клетках и супрессорных клетках, происходящих из миелоида [21-24]. Это показывает, что маркеры M2 и их индуцированная экспрессия IL-4 / IL-13 не являются исключительными признаками макрофагов M2.

    Помимо IL-4 / IL-13, несколько других стимулов и сигнальных путей были признаны индукторами активации M2.На основании применяемых стимулов и достигнутых изменений транскрипции макрофаги M2 были разделены на подразделения [4, 10]. Это подразделения M2a, M2b и M2c (рисунок 1). Некоторые авторы выделяют также тип макрофагов M2d [5, 14]. Активация M2a является ответом на IL-4 и IL-13, M2b — на иммунные комплексы и бактериальный липополисахарид (LPS), а M2c — на глюкокортикоиды и TGF-. Активация M2d является ответом на ИЛ-6 и аденозины [25, 26]. Некоторые авторы используют дополнительную терминологию для определения макрофагов M2.Подтип M2a определяется как альтернативные активированные макрофаги, M2b как макрофаги типа 2 и M2c как дезактивированные макрофаги (Рисунок 1) [10]. Деактивированная терминология относится к способности макрофагов in vitro и принимать активацию M2 после активации M1, тем самым дезактивируя транскрипцию M1-подобного гена [27]. Макрофаги M1 — по крайней мере, в моделях на мышах — имеют выброс NO и лишены клеточных механизмов, которые позволили бы им пережить цитотоксические эффекты NO, что ставит под вопрос, может ли такая дезактивация происходить in vivo [28, 29].Совсем недавно было предложено маркировать подразделения макрофагов путем определения применяемых активационных стимулов [10]. В случае макрофагов M2 это IL-4, иммунные комплексы (Ic), IL-10, глюкокортикоиды и TGF- (GC + TGF-) или глюкокортикоиды (GC). В рамках этой классификации группа M2a обозначается как M (IL-4), а M2b как M (Ic), а группа M2c подразделяется на M (IL-10), M (GC + TGF-) и M (GC). Эта классификация все еще не охватывает широкий спектр других сигналов, способных вызывать активацию макрофагов M2 (эти сигналы подробно описаны в Разделе 5 этой статьи).


    Кроме того, перевод in vivo на этих подразделов M2 затруднен [8]. Ткани могут содержать смешанные популяции макрофагов со спектром активационных состояний [10]. Более того, в иммунном ответе участвуют атипичные макрофаги, которые демонстрируют паттерны транскрипции генов, ассоциированных с M1 и M2 [30, 31], или не соответствуют преобладающей модели M1 / ​​M2 [5]. Резидентные в тканях макрофаги (как подробно описано в разделах 3 и 4 данной статьи) и ассоциированные с опухолью макрофаги также экспрессируют маркеры M2 [20].По этой причине макрофаги M2 иногда называют протуморигенными макрофагами, несмотря на то, что они не являются точным описанием широкого спектра функций макрофагов M2. Еще одно ограничение модели активации M2 состоит в том, что существуют черты макрофагов, которые не вписываются в текущую классификацию макрофагов M2, такие как их противовирусная активность, синтез нейротрансмиттеров и гормонов, а также липидных медиаторов (подробно описано в разделе 3 документа). Эта бумага).

    Текущая классификация макрофагов M2 делает упор на активационные стимулы, а не на функции макрофагов, вызываемые стимулами.В следующих параграфах я рассмотрю эффекторные функции наиболее часто используемых маркеров M2 (рисунок 2). Я также завершаю список некоторыми молекулами, которым еще не присвоены маркеры M2; тем не менее, их функции связаны с активацией M2.


    3. Обзор маркеров макрофагов M2
    3.1. Аргиназа-1

    С момента первого открытия активации макрофагов M2 аргиназа-1 (EC 3.5.3.1) рассматривается как прототипный маркер M2 у мышей [32].Функции аргиназы-1 в основном изучаются на моделях гельминтозов и воспаления дыхательных путей мышей [32]. На эволюционном уровне развития макрофагоподобных иммунных клеток аргиназа-1 могла быть в первую очередь белком заживления ран, транскрипционно индуцируемым белками семейства TGF [33]. У мышей ген, кодирующий аргиназу-1, содержит элементы ответа на трансдуктор сигнала фактора транскрипции, индуцированный IL-4, и активатор транскрипции-6 (STAT-6) выше его промоторной области, и его транскрипция усиливается IL-4, IL- 13 и TGF- [33–35].Хотя резидентные в ткани макрофаги конститутивно экспрессируют аргиназу-1 [33, 36], в невоспалительном контексте ее функции в значительной степени не исследованы. В микроглии эндогенно продуцируемый TGF-поддерживает экспрессию аргиназы-1 [37]. Более того, сигналы тканевого окружения, такие как нетрин [38], аденозин [39], нейропептиды [40, 41] и присутствие мезенхимальных клеток [42] или адипоцитов [43], усиливают экспрессию аргиназы-1 в макрофагах.

    Аргиназа-1 — это фермент цикла мочевины, который использует аминокислоту L-аргинин в качестве субстрата и производит L-орнитин и мочевину.Первоначальные исследования функции макрофагов аргиназы-1 подчеркнули, что L-орнитин может вступать в биосинтез полиамина и коллагена, в конечном итоге способствуя фиброзу и заживлению тканей [35]. Позже было показано, что потребление L-аргинина аргиназой-1 может подавлять L-аргинин-зависимые иммунные функции [44]. Например, истощение L-аргинина подавляет пролиферацию Т-клеток [35]. Это может позволить макрофагам M2, экспрессирующим аргиназу-1, подавлять эффекторный ответ CD4 + Т-клеток.Это снижает повреждение тканей в ходе защиты хозяина при гельминтных инфекциях [32]; однако это может ухудшить иммунодефицит [45]. В сердечно-сосудистой системе существует субстратная конкуренция аргиназы-1 и NO-синтазы (NOS, EC 1.14.13.39) [46]. Это широко распространенная модель, согласно которой аргиназа-1 макрофагов аналогичным образом снижает синтез NO, потребляя L-аргинин, субстрат NOS [47]. Поскольку мышиные макрофаги M1 продуцируют высокие уровни NO для уничтожения патогенов, это подпитывает идею о том, что конкуренция аргиназы-1 и NOS за L-аргинин будет уравновешивать макрофаги между состояниями активации M2 и M1 [48].Однако маловероятно, что повышение доступности L-аргинина само по себе могло бы переключить макрофаги на активацию M1. Во-первых, выброс NO макрофагами M1 обусловлен повышенной экспрессией изоформы NOS2 (также называемой индуцибельной NOS), а не повышением синтеза NO конститутивно экспрессируемых изоформ NOS [28]. Конститутивно экспрессируемые изоформы NOS продуцируют меньшее количество NO, чем NOS2; таким образом, любое внезапное увеличение пула L-аргинина в макрофагах было бы недостаточным, чтобы вызвать выброс NO, убивающий патогены [28, 49].Различная субклеточная локализация аргиназы-1 и NOS2 также ставит под сомнение то, что аргиназа-1 и NOS2 имеют один и тот же пул L-аргинина [28]. Более вероятно, что стимулы, активирующие макрофаги, являются основными детерминантами экспрессии аргиназы-1 и NOS2 [50, 51], не позволяя конкуренции субстратов быть активным игроком в определении активации M2.

    В целом возможное участие аргиназы-1 в заживлении тканей, снижении Т-клеточного ответа и уровней NO привело к мнению, что это ранозаживляющий и противовоспалительный фермент в макрофагах.Однако экспрессия аргиназы-1 усиливается при воспалительных процессах [52, 53], а ингибирование аргиназы улучшает заживление ран у мышей [54]. Например, аргиназа-1 является наиболее активным геном в спинном мозге мышей во время аутоиммунного энцефаломиелита [52]. Микроглия является основным типом клеток, экспрессирующих аргиназу-1 в этой модели заболевания, и ингибирование аргиназы-1 снижает тяжесть заболевания [52]. Подобные результаты были получены на моделях аутоиммунного энцефаломиелита на крысах [36].Также было высказано предположение, что полиамины, продуцируемые макрофагом аргиназой-1, могут привлекать и активировать тучные клетки, тем самым способствуя воспалению дыхательных путей [55]. Экспрессия аргиназы-1 в микроглии повышается также при болезни Альцгеймера [56] и воспалении сетчатки [53]. Эти данные свидетельствуют против канонического противовоспалительного свойства макрофагов, экспрессирующих аргиназу-1.

    3.2. Хитиназо-3-подобный протеин 3 или Ym1

    Хитиназа-3-подобный протеин 3 (Chi3l3), также известный как Ym1, представляет собой лектин со сродством к гликозаминогликанам, таким как гепарин и гепарансульфат [57].Он принадлежит к семейству белков кислых хитиназ млекопитающих [57, 58]. Ym1 связывает хитин; однако он лишен хитиназной активности и обладает слабой активностью бета-N-ацетилглюкозаминидазы (EC 3.2.2.11) [59]. Типы макрофагов, экспрессирующие Ym1, представляют собой альвеолярные макрофаги, макрофаги селезенки, макрофаги костного мозга и микроглии у мышей [60]. Ym1-иммунореактивный белок связан с шероховатой эндоплазматической сетью и с игольчатыми кристаллическими тельцами в цитоплазме [57, 59, 61]. Макрофаги синтезируют Ym1 при паразитарных или грибковых инфекциях [62, 63], аллергии [62], эозинофильном менингите и менингоэнцефалите [60].В перитонеальных макрофагах мышей он индуцируется паразитами без стационарной экспрессии [23, 64]. У людей отсутствует Ym1, и его ближайшим гомологом является хемотаксический цитокин эозинофилов по идентичности последовательностей; однако он не активируется IL-4 [65]. Другие хитиназоподобные белки могут играть роль в иммунитете человека; однако их отнесение к макрофагам требует изучения [66].

    Ym1 считается маркером M2 у мышей [65], поскольку IL-4 и IL-13 повышают его экспрессию в зависимости от рецептора IL-4 и STAT-6 [23, 24].Его стабильная экспрессия микроглией поддерживается TGF-, а нарушение передачи сигналов TGF- микроглии отменяет экспрессию Ym-1 вместе с повышающей регуляцией транскрипции медиаторов воспаления [37]. Более того, IFN- противодействует влиянию IL-4 на экспрессию Ym1, а отсутствие рецептора IFN-рецептора увеличивает содержание Ym1 в макрофагах [67], что позволяет предположить, что его экспрессия является противовоспалительным признаком макрофагов M2 [23]. . В качестве возможного противовоспалительного эффекта было высказано предположение, что он может конкурировать за связывание ЕСМ с лейкоцитами и в конечном итоге ингибировать уклонение лейкоцитов [62].Однако точный механизм действия Ym1 в макрофагах неясен. Он связывает гепарин и гепарансульфат и благодаря своей ферментативной активности может способствовать лизису гликозаминогликанов [59]. Гепарансульфатные гликозаминогликаны являются составными частями гликокаликса макрофагов и влияют на функции макрофагов при болезни [68]. Например, уменьшение сульфатирования гепарансульфата усиливает экспрессию хемокинов в макрофагах и увеличивает конверсию пенистых клеток — макрофагов типа M1 в атеросклеротических бляшках [68].Сверхэкспрессия гепараназы (EC 3.2.1.166) — фермента, разлагающего гепарансульфат — связана с повышенной экспрессией некоторых молекул M2, таких как IL-10, хемокиновый (CC) мотив лиганда 2 (CCL2), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). , и ИЛ-6 в ТАМ [69]. Количество гепарансульфата, вероятно, влияет на уровни Ym1, поскольку недостаток гепараназы увеличивает накопление Ym1 в макрофагах [61]. Эти данные предполагают, что Ym1 может играть роль в тонкой настройке уровней гепарансульфата в макрофагах, что влияет на активацию макрофагов.

    Ym1 может участвовать в воспалительной реакции [60, 63], а также действовать как связанный с опасностью молекулярный сигнал [70]. Он проявляет хемотаксическую активность по отношению к Т-лимфоцитам и клеткам костного мозга и, возможно, к гранулоцитам эозинофилов [60]; однако этот эффект может зависеть от модели заболевания [23]. Он также является субстратом для металлопротеиназ MMP-2 и MMP-9, что может позволить модулировать его хемотаксическую активность [71]. В дендритных клетках Ym1 необходим для инициации иммунного ответа Th3 [72].Ym1 также увеличивает количество и активность IL-17, продуцирующего δ Т-клеток, что в конечном итоге приводит к привлечению нейтрофильных гранулоцитов [70]. Таким образом, при заражении гельминтами Ym1 ограничивает выживаемость паразитов; однако он усиливает повреждение тканей [70]. Недавнее исследование показывает, что Ym1 ингибирует противовирусные Т-клеточные ответы и участвует в индуцированном гельминтами нарушении противовирусного иммунитета [73]. Было показано, что нейтрализация Ym1 у мышей, коинфицированных Trichinella и вирусом гриппа, усиливает вирус-специфическую пролиферацию CD8 + Т-клеток, а Ym1 ингибирует активацию и пролиферацию CD8 + Т-клеток in vitro [ 73].

    Макрофаги M2a часто называют ранозаживляющими макрофагами [6]; однако макрофаги не попадают в четкие категории M1 или M2 в процессе заживления ран [9]. Присутствие белка Ym1 показано в связанных с раной макрофагах без повышения уровня его мРНК [74]. Недавнее исследование показывает, что макрофаги склонны поглощать рекомбинантный Ym1 in vitro и Ym1, который высвобождается нейтрофильными гранулоцитами раны in vivo [74]. Способность раневых макрофагов поглощать Ym1 показывает, что иммунопозитивные макрофаги Ym1 не обязательно активируются M2.

    3.3. CD206 (рецептор маннозы 1 C-типа) и CD163 (рецептор скавенджера гемоглобина-гаптоглобина)

    CD206, также называемый MRC1 (рецептор маннозы 1 типа C), является маркером макрофагов M2 как у мышей, так и у человека [10, 27]. CD206 представляет собой трансмембранный гликопротеин типа I массой 175 кДа, который связывает и интернализует гликопротеины и коллагеновые лиганды. Несколько типов тканевых резидентных макрофагов экспрессируют CD206 у мышей и людей, таких как резидентные макрофаги сердца, перитонеальные макрофаги, макрофаги жировой ткани [75–78], плацентарные макрофаги (также известные как клетки Хофбауэра) [79] и макрофаги кожа [80].В тканевых макрофагах экспрессия CD206 может поддерживаться без необходимости в рецепторах IL-4, что позволяет предположить, что тканевая среда способствует экспрессии CD206 [80]. Его экспрессия усиливается при кишечных гельминтозах с помощью IL-4, фактора стимуляции колоний гранулоцитов и макрофагов (GM-CSF), TGF- и других независимых от IL-4 / IL-13 сигнальных путей [80]. CD206 еще не полностью изучил иммунные функции; например, его недостаток увеличивает случайную миграцию макрофагов и приводит к усилению выработки провоспалительных цитокинов во время эндотоксемического воспаления легких у мышей [81].Недостаток CD206 также приводит к повышению уровня воспалительных белков в сыворотке крови, предполагая, что он играет роль в разрешении воспаления за счет удаления воспалительных молекул из крови [82]. Однако макрофаги, экспрессирующие CD206, обладают неблагоприятными профибротическими эффектами, поскольку они способствуют росту фибробластов за счет секреции лиганда 18 (CCL18) мотивов TGF и хемокинов (C-C) [83]. Они также могут претерпевать смену фенотипа, подобную фиброцитам, и производить коллаген [84]. Тем не менее, эта профибротическая роль имеет некоторые положительные эффекты, например, в отношении атеросклеротических бляшек, где она может повышать стабильность бляшек, тем самым предотвращая разрыв бляшек [84].Резидентные макрофаги собственной пластинки толстой кишки конститутивно экспрессируют CD206 и секретируют IL-10, возможно, в ответ на стимулы кишечной микробиоты [85]. Точно так же CD206, экспрессирующие децидуальные макрофаги человека, продуцируют IL-10 и CCL18, которые, возможно, играют роль в материнской иммунологической толерантности плода [79].

    Некоторые CD206, экспрессирующие резидентные в ткани макрофаги, такие как макрофаги жировой ткани мыши и человека и плацентарные макрофаги, также экспрессируют CD163, который является рецептором скавенджера гаптоглобина и гемоглобина [75, 76, 86, 87].Это белок-маркер M2, в основном из-за его повышенной экспрессии в ответ на IL-4 [10]. Его экспрессия усиливается также M-CSF, IL-6, IL-10 и глюкокортикоидами, тогда как TNF-, TGF-, IFN- и LPS снижают его экспрессию [27, 88–90]. В человеческих моноцитах и ​​резидентных макрофагах CD163 имеет высокую базальную экспрессию, усиленную IL-10 и глюкокортикоидами [89–91]. Неожиданно IL-4 подавляет или не влияет на его экспрессию [27, 90]. Макрофаги, коэкспрессирующие CD206 и CD163, являются продуцентами высоких IL-10, антагонистов рецепторов IL-1 (IL-1ra) и CCL18 [79].Они также обладают высокой способностью захватывать апоптотические клетки [92]. Экспрессия CD163 повышена при ТАМ [93] и при перитоните [83], а при тяжелом воспалении он секретируется в кровь [94]. Экспрессия CD163 не ограничивается макрофагами M2; таким образом, его не следует использовать в качестве единственного маркера для идентификации активации M2 [95].

    3.4. Обнаружен в воспалительной зоне 1 (FIZZ1)

    Обнаружен в воспалительной зоне 1 (FIZZ1), также известной как индуцированный гипоксией митогенный фактор (HIMF) или резистиноподобная молекула (RELM), представляет собой 9.Секретируемый белок с высоким содержанием цистеина 4 кДа [23]. Его экспрессия активируется гельминтозной инфекцией, IL-4 и IL-13 через путь STAT6 и подавляется IFN- [23, 96]. При гельминтной инфекции FIZZ1 уменьшает воспаление [97, 98]. Однако FIZZ1 присутствует в большом количестве в жидкости бронхоальвеолярного лаважа при аллергическом воспалении дыхательных путей у мышей, где он вызывает воспаление сосудов, проявляет хемотаксические и фиброгенные свойства, индуцирует дифференцировку миофибробластов и рекрутирует клетки, происходящие из костного мозга [23, 99-102].В определенных областях мозга микроглия экспрессирует FIZZ1, и его экспрессия в значительной степени регулируется IL-4 [103]. Однако его экспрессия может быть усилена у мышей, лишенных рецептора IL-4 или STAT6, и его экспрессия может регулироваться другими механизмами передачи сигнала, такими как регулятор передачи сигналов G-белка 10 [104].

    3.5. Специфический для дендритных клеток неинтегрин, захватывающий ICAM-3 (DC-SIGN) или CD209

    Экспрессия макрофагами специфичного для дендритных клеток неинтегрина, захватывающего ICAM-3 (DC-SIGN), также известного как CD209, усиливается IL-4 [105].Воспалительные сигналы, включая IFN- и TGF-, уменьшают влияние IL-4 на его экспрессию [105]. M-CSF и IL-10 усиливают его экспрессию [88]. Это маркер дендритных клеток; однако его экспрессируют определенные тканевые макрофаги, такие как макрофаги колоректальной слизистой оболочки, плацентарные макрофаги, альвеолярные макрофаги и макрофаги жировой ткани у мышей [88, 106–109]. В присутствии M-CSF комбинированная обработка IL-4 и IL-13 индуцирует экспрессию CD209 в микроглии человека, культивируемой in vitro [110].Его функции изучались в основном на дендритных клетках, где он играет широкий спектр иммунных функций, таких как миграция, активация Т-клеток, интернализация антигена и связывание различных патогенов и опухолевых клеток [111].

    3,6. Галактозный лектин C-типа (MGL-1) и Dectin-1

    Члены семейства гена лектина C-типа макрофагов галактозного типа (MGL) распознают гликановые структуры зависимым от Ca 2+ образом посредством распознавания углеводов домен [112]. Они участвуют в захвате гликопротеинов, взаимодействиях иммунных клеток и распознавании патогенов [113].У мышей MGL1 и MGL2 экспрессируются в перитонеальных макрофагах, возникающих во время паразитарной инфекции, и в альвеолярных макрофагах при аллергической астме. IL-4 и IL-13 активируют экспрессию как MGL1, так и MGL2 [113]. Однако MGL1 преобладает в макрофагах мышей, где его функция может заключаться в распознавании антигена паразитов-гельминтов и в ингибировании транскрипции генов TNF и IL-12 [113]. В макрофагах жировой ткани мышей кормление с высоким содержанием жиров увеличивает экспрессию MGL-1, что соответствует смешанной экспрессии маркеров M1 и M2 [87].Человеческий гомолог MGL1 — это MGL, который распознает антигены и увеличивает экспрессию IL-10 и TNF- [113]. Это также выражается ТАМ [114].

    Дектин-1 (CLEC7A) — лектин-подобный рецептор врожденного иммунитета, связывающий бета-глюканы [115]. Клеточная стенка грибов богата бета-глюканами; таким образом, он играет ключевую роль в распознавании и фагоцитозе патогенных грибов макрофагами [116]. Поверхности опухолевых клеток могут экспрессировать N-гликаны, которые также распознаются дектином-1, что позволяет поглощать опухолевые клетки [117].Отсутствие дектина-1 ухудшает фагоцитарную и фунгицидную способность макрофагов и изменяет выработку оксида азота и цитокинов. Повышение экспрессии дектина-1 улучшает противогрибковую защиту [118]. Предполагается, что макрофаги M2a обладают высокой экспрессией дектина-1, тогда как макрофаги M2b экспрессируют низкие уровни дектина-1 [116]. Однако, вопреки ожиданиям, недостаток дектина-1 усиливает экспрессию других маркеров M2, таких как Ym1, аргиназа-1 и FIZZ1 [118]. Следует отметить, что дектин-1 также участвует в активации макрофагов M1 и увеличивает гибель патогенов [118].У мышей различные типы резидентных макрофагов экспрессируют дектин-1: альвеолярные макрофаги, клетки Купфера, кишечные макрофаги и макрофаги селезенки, которые, возможно, играют роль в распознавании патогенов [119].

    3,7. Нейротрансмиттеры, гормоны и факторы роста

    Макрофаги M2 являются источниками нейромедиаторов и гормонов, таких как катехоламины [120], вещество P [121], адипонектин [122] и факторы роста [123]. Следовательно, они являются частями диффузной или тканевой нейроэндокринной системы.

    Синтез катехоламинов — недавно признанная черта макрофагов M2 [120, 124]. Катехоламины, продуцируемые макрофагами жировой ткани, оказывают метаболическое воздействие, способствуя дифференцировке коричневой жировой ткани и адаптивному термогенезу у мышей [120, 124]. Экспрессия аргиназы-1 повышена, в то время как синтез NO ингибируется катехоламинами, что позволяет предположить, что они способствуют активации M2 [125, 126]. Макрофаги M2 также продуцируют инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1) [106, 127, 128], который может способствовать регенерации тканей [127] и играть роль в поддержании активации M2 [129].Экспрессия гена адипонектина была показана в макрофагах жировой ткани мышей, и уровень его транскрипта снижается, когда активация M2 нарушена [122]. Экспрессия рецепторов адипонектина коррелирует с состоянием активации, а адипонектин имеет эффекты, зависимые от состояния активации в макрофагах [130]. Адипонектин может сдвигать макрофаги в активацию M2 [131], и в состоянии активации M2 адипонектин увеличивает синтез IL-10, тогда как при активации M1 он оказывает явное воспалительное действие, способствуя экспрессии TNF-, IL-6 и IL. -12 [130].

    Вещество P, нейропептид тахикинина, высвобождается из воспалительных клеток, включая дендритные клетки и макрофаги, а также нервных окончаний в очагах воспаления в респираторной, желудочно-кишечной и опорно-двигательной системах [121]. LPS и последующая активация ядерного фактора каппа-бета (NF-B) индуцируют экспрессию макрофагального вещества P, тогда как TGF- оказывает противоположный эффект [121, 132]. Таким образом, синтез вещества P связан с активацией макрофагов M1. Однако недавние данные предполагают, что вещество P также может быть связано с активацией M2 [133–135].Экспрессия конститутивного вещества P была обнаружена в макрофагах кишечника мышей и вызывается гельминтозной инфекцией в макрофагах селезенки [121]. Интересно, что вещество P способно переводить макрофаги в состояние активации M2 при повреждении спинного мозга крысы и индуцировать экспрессию CD163 в макрофагах человека [133, 134]. Вазоактивный кишечный пептид (VIP) синтезируется макрофагами и может увеличивать секрецию IL-10 макрофагами [136]. Однако его экспрессия подавляется IL-4 [137].Нейропептид Y продуцируется макрофагами жировой ткани, а макрофаги, у которых отсутствует его экспрессия, увеличивают продукцию воспалительных цитокинов [138, 139].

    CD206-положительные макрофаги продуцируют фактор роста гепатоцитов в поврежденной мышце, что может способствовать регенерации мышечных волокон [123]. Другие ангиогенные факторы роста также продуцируются макрофагами M2, такие как основной фактор роста фибробластов, IGF-1, хемокиновый (C-C) мотив лиганд 2, фактор роста плаценты и фактор роста сосудов A (VEGF-A) [127].В развитии нормальной ткани макрофаги M2 играют ключевую роль в ангиогенезе развивающихся тканей [2], и недавнее исследование предполагает, что определенные субпопуляции макрофагов M2 (такие как M2a и M2c) могут действовать через различные сигнальные пути, способствуя ангиогенезу [127]. ]. При заживлении ран синтез ангиогенных факторов поддерживает кровоснабжение регенерирующих тканей. Однако в опухолевой ткани макрофаги M2 поддерживают васкуляризацию и выживание опухолевой ткани [140].

    3.8. Метаболиты липидов

    Макрофаги синтезируют производные липидов, такие как омега-3 жирные кислоты, липоксины и пальмитолеиновая кислота, которые обладают противовоспалительным действием и могут также участвовать в противовирусном ответе макрофагов [141–143]. Они действуют на другие иммунные клетки посредством выработки липидных медиаторов или могут оказывать аутокринное действие на макрофаги [142, 144]. Например, липоксин A4 стимулирует апоптотический захват клеток нейтрофильными гранулоцитами и снижает экспрессию воспалительных цитокинов, возможно, за счет нарушения передачи сигналов NF [145].Производное липоксина A4 защищает макрофаги от апоптоза, индуцированного ЛПС, и обращает действие ЛПС на токи калия макрофагов [146]. В целом, эти эффекты липоксинов могут способствовать разрешению воспаления и противодействовать активации M1 [147]. Точно так же эндогенно продуцируемые жирные кислоты омега-3 ингибируют NF-зависимую воспалительную реакцию в макрофагах [142]. Синтез противовоспалительных липидных метаболитов является интересной особенностью макрофагов и может иметь терапевтическое воздействие, устраняя воспаление жировой ткани и препятствуя инсулинорезистентности, способствуя активации M2 [78, 147, 148].Однако на сегодняшний день это все еще малоизученная область исследований в области макрофагов. Противовоспалительные липиды, продуцируемые макрофагами, не указаны в литературе как маркеры M2. Однако в человеческих моноцитах IL-13 активирует 15-липоксигеназу, фермент, продуцирующий липоксин A4 [149]. Кроме того, макрофаги M1 и M2 имеют характерные сигнатуры липидных медиаторов [150]; более того, разные типы макрофагов имеют различия в транскрипции генов, участвующих в синтезе липидных медиаторов [151].Таким образом, вероятно, что активация M2 связана с повышенным продуцированием противовоспалительных липидных производных.

    3.9. Другие молекулы, связанные с макрофагами M2

    Цитокиновый и хемокиновый профиль макрофагов может определять их состояние активации [10]. Макрофаги M2 секретируют противовоспалительные цитокины IL-10 и IL-1ra, которые могут отличать их от макрофагов M1. Однако цитокины, связанные с активацией M1, могут также продуцироваться макрофагами M2, такими как IL-6, TNF- и IL-12 [8, 10].Есть много других молекул, которые были предложены в качестве маркеров активации M2, такие как лиганд 17 мотива C-C хемокина (CCL17), CD200R или CD23 [152, 153]. Активация M2 макрофагов легких связана с экспрессией CCL17 при астме [153]. CD200R экспрессируется перитонеальными макрофагами мыши при гельминтозах и может экспрессироваться микроглией; однако его функция в макрофагах подлежит определению [152]. CD23 представляет собой рецептор IgE с низким сродством, способный регулировать экспрессию цитокинов в макрофагах.Его экспрессия усиливается IL-4 в моноцитах человека и экспрессируется альвеолярными макрофагами, играющими роль в аллергической реакции [154, 155]. ТАМ продуцируют хемотаксические факторы, которые способствуют подвижности опухолевых клеток [156]. Молекулы, связанные с фагоцитозом апоптотических клеток, также являются отличительными чертами макрофагов M2, таких как галектин-3 [157], Mer-тирозинкиназа (MERTK), рецепторная тирозинкиназа Axl и специфическая для остановки роста 6 (Gas-6) [92, 158], сигнальная молекула активации лимфоцитов (SLAM) [92, 158]. Поглощение и последующее переваривание апоптотических клеток может производить липидные и ретиноидные производные, которые могут активировать лиганд-чувствительные факторы транскрипции, такие как рецепторы активатора пролифератора пероксисом (PPAR), печеночные X-рецепторы (LXR) или ретиноидные X-рецепторы (RXR) [158– 160].Эти факторы транскрипции способствуют транскрипции генов, связанных с M2, способствуют дальнейшему апоптотическому захвату клеток и могут репрессировать гены активации M1 [158, 161, 162]. Недавно было показано, что многофункциональный фермент трансглутаминаза 2 (TGM2) связан с апоптотическим захватом клетками [158, 163] и может быть маркером макрофагов M2 [4]. Презентация антигена также может быть задачей макрофагов M2, в зависимости от контекста активации M2. Таким образом, антигенпрезентирующие макрофаги M2 также экспрессируют главный комплекс гистосовместимости-II (MHC-II) [10].

    4. Паттерн маркеров M2 в эмбриональном и постнатальном развитии

    Конститутивная экспрессия маркеров M2 тканевыми макрофагами имеет специфический паттерн в эмбриональном и постнатальном развитии. Например, эмбриональное развитие микроглии и периваскулярных макрофагов головного мозга связано с экспрессией CD200R [164]. Экспрессия микроглии аргиназы-1 у мышей зависит от возраста с пиком на 3 постнатальный день [165]. В развивающейся печени крысы количество макрофагов, экспрессирующих CD163, увеличивается после рождения и сохраняется в зрелом возрасте [166].У эмбриона свиньи печень, легкие и селезенка содержат CD163-положительные макрофаги [167]. CD163 также экспрессируется плюрипотентными фиброцито-подобными макрофагами пуповины [168]. Ym1 экспрессируется в ранних гематопоэтических предшественниках у эмбриона мыши, а легкие засеваются экспрессирующими Ym1 макрофагами с 18,5 дня эмбриона [64]. Макрофаги легкого мышей принимают фенотип M2 в период альвеоляризации легких на 14-21 день постнатального развития. В этот период макрофаги легких имеют повышенную экспрессию аргиназы-1, CD206 и CCL17 [128].Несмотря на экспрессию этих маркеров M2 в эмбриональных макрофагах, нет единого мнения о том, следует ли распространять модель активации макрофагов M1 / ​​M2 на эмбриональные макрофаги. Старение снижает чувствительность макрофагов к стимулам активации, а воздействие IL-4 приводит к снижению экспрессии аргиназы-1, Ym1 и FIZZ1 в прилипших спленоцитах старых мышей по сравнению с более молодыми животными [169].

    5. Развитие макрофагов M2: определение пластичности фенотипа или происхождения

    Макрофаги с характеристиками M2 имеют высокую функциональную гетерогенность и встречаются в отдельных органах в стационарных условиях.Однако до сих пор не совсем понятно, является ли эта гетерогенность результатом их обратимого принятия активации M2 в ответ на тканевое окружение или из-за программ необратимой дифференцировки.

    Окружающая среда ткани является источником сигналов с сильным потенциалом для формирования активации макрофагов [80]. Кондиционированная среда адипоцитов, наличие контактов между клетками (например, контакты микроглии между клетками [165], контакты клеток Купфера со звездчатыми клетками печени [170]) определяют уровень экспрессии маркеров M2.Кроме того, растет число эндокринных сигналов тканевого происхождения, способных способствовать активации M2, независимо от пути рецептора IL-4 / STAT6 [171, 172]. Близость нервных окончаний к тканевым макрофагам поддерживает идею о том, что нейроэндокринная система может контролировать активацию макрофагов [173]. Гормоны и нейротрансмиттеры, такие как катехоламины [125], ацетилхолин [174], глюкокортикоиды, адренокортикотропный гормон, дигидротестостерон [175], вещество P [133, 135], VIP [136, 176], белок, активирующий аденилатциклазу гипофиза (PACAP) [136] ], нейропептид FF [177], нейропептид Y [40], адипонектин [13, 178], лептин [179] и аденозин [26] способствуют M2-подобной активации, препятствуя приобретению активации M1.Апоптотические клетки, микрочастицы, высвобождаемые из тромбоцитов [180], и пирофосфат [181] также являются элиситорами активации M2 в тканях. Нормальная флора также влияет на активацию M2 тканевых макрофагов [182]. Эта возможность подтверждается исследованиями на мышах, свободных от микробов; однако влияние микробиоты на разные ткани может быть разным. Например, у свободных от микробов мышей активация M2 увеличивается при заживлении ран [183]; однако M2-подобные свойства резидентных макрофагов толстой кишки и накопление макрофагов жировой ткани притупляются [184].Есть также примеры, показывающие, что тканевые сигналы могут препятствовать активации M2. Например, Met-энкефалин ингибирует аргиназу-1 и CD206 [41], а ангиотензин снижает экспрессию Ym1 [185]. Ткани могут содержать смешанные популяции макрофагов, и также вероятно, что сигналы, вырабатываемые макрофагами M2, влияют на состояние чистой активации пула тканевых макрофагов. Например, M2-активированные клетки Купфера печени увеличивают апоптоз M1-активированных клеток Купфера [186].

    До недавнего времени резидентные в ткани макрофаги считались потомками гемопоэтических стволовых клеток костного мозга.Однако показано, что резидентные тканевые макрофаги имеют гетерогенное потомство [187, 188]. Микроглия развивается из стволовых клеток, полученных из желточного мешка эмбриона; сердце содержит смешанную резидентную популяцию макрофагов, происходящую как из предшественников желточного мешка, так и из стволовых клеток костного мозга, в то время как кожа и резидентные макрофаги кишечника пополняются из костного мозга [187, 189–191]. Эти данные показывают, что дифференцировка резидентных макрофагов в тканях разнообразна до рождения, давая начало отдельным клеточным линиям.В рамках этой новой парадигмы следует учитывать, что пулы M2-подобных макрофагов отдельных тканей могут быть разделены с помощью различных программ дифференцировки. Это изменило бы каноническое представление о том, что активация M2 формируется в основном тканевой средой и иммунными сигналами. Однако на сегодняшний день нет специального исследования, которое могло бы проверить эту возможность. Активация M2 контролируется факторами транскрипции, такими как IRF4, PPAR, RXR и LXR, которые определяют обязательность клонов иммунных клеток [161, 192, 193].Кроме того, недавно обнаруженное влияние микроРНК на развитие миелоидных клеток и активацию M2 [194] также предполагает, что сложные программы дифференцировки могут вызывать гетерогенность макрофагов M2.

    6. Эволюционные корни фенотипа макрофагов M2

    У нас есть только несколько наборов данных о макрофагах M2 у млекопитающих, за исключением грызунов и людей [167]. Например, миелоидные клетки лошади экспрессируют CD163, CD206 [195] и CD23 [196], а макрофаги свиньи экспрессируют CD163 [167].Макрофаги радужной форели Oncorhynchus mykiss продуцируют липоксины [197]; однако у нас нет сравнительных исследований, показывающих, что у позвоночных, кроме млекопитающих, есть M2-подобные макрофаги. Однако, глядя в более широкий горизонт, мы можем распознать некоторые M2-подобные черты иммунных клеток беспозвоночных. У беспозвоночных есть фагоцитирующие иммунные клетки, которые в литературе называются различными названиями, такими как гемоциты, целомоциты, амебоциты и фагоциты. Эти иммунные клетки присутствуют в гемолимфе, а также могут оседать в тканях [198].Они выполняют основные функции во врожденном иммунитете посредством фагоцитоза патогенов, секреции патогенсвязывающих и убивающих патогены веществ, процессинга антигена и презентации антигена [198]. Подобно макрофагам M2, они могут активироваться паразитами и грибковыми клетками, они способствуют заживлению ран и в некоторой степени влияют на метаболические характеристики тканей [198]. При заживлении ран гемоциты претерпевают смену фенотипа и принимают фибробластоподобный фенотип, продуцирующий коллаген [199].Подобный переход к клеткам, продуцирующим коллаген, известен для моноцитов при фиброзе [200].

    Помимо этих общих функциональных сходств с резидентной тканью млекопитающих и макрофагами M2, в фагоцитах беспозвоночных также известны ортологи некоторых маркерных генов M2. Например, гемоциты раков Pacifastacus leniusculus содержат рецепторный белок маннозы, который секретируется в ответ на инфекцию [201]. Гемоциты oyster Crassostrea gigas экспрессируют хитиназоподобные белки, которые могут поддерживать рост и ремоделирование тканей [202].Секретируемый гликопротеин массой 47 кДа, DS47, выделенный из клеток линии-2 Drosophila melanogaster Schneider — линии, проявляющей макрофагоподобные свойства — имеет гомологию с Ym1 [203]. Хитиназы фагоцитов беспозвоночных могут играть роль в защите от патогенов [202]. Однако фагоциты беспозвоночных также способны к синтезу хитина [204], и на сегодняшний день неясно, связана ли активность хитиназы с контролем их эндогенного накопления хитина. Фагоциты беспозвоночных животных метаболизируют L-аргинин, и экспрессия аргиназы была показана в гемоцитах креветок Penaeus monodon [205].В тканях беспозвоночных экспрессия аргиназы индуцируется паразитарными антигенами и TGF-сигналами, и это связано с синтезом коллагена [33].

    Все эти черты гемоцитов беспозвоночных позволяют предположить, что они могут принимать фенотип борьбы с паразитами и грибковыми клетками, а также фенотип продуцирования матрикса и заживления тканей. Это делает их похожими на макрофаги М2. Возможными сигналами, которые могут быть ответственны за такую ​​активацию гемоцитов M2-гомолога, являются белки семейства тромбоцитарного фактора роста / фактора роста эндотелия сосудов (PDGF / VEGF) и TGF.Белки PDGF / VEGF участвуют в пролиферации клеток, дифференцировке клеток и миграции клеток. У Drosophila melanogaster лиганды VEGF / PDGF, синтезируемые развивающимися мальпигиевыми канальцами, привлекают гемоциты [206]. Осевшие гемоциты секретируют матричные компоненты базальной мембраны [206]. Ген, кодирующий фактор, связанный с PDGF / VEGF, был клонирован у краба Eriocheir sinensis [207]. Он экспрессируется гемоцитами и провоцирует выброс норадреналина и дофамина [207].Этот признак напоминает высвобождение катехоламинов макрофагами жировой ткани у мышей [120]. У улитки Limax maximus гемоциты содержат PDGF и TGF-иммунореактивный материал [199]. Экзогенное введение PDGF и TGF- стимулирует процесс заживления тканей [199].

    На основании этих результатов мы можем сделать вывод, что гемоциты беспозвоночных выполняют функции в синтезе внеклеточного матрикса и заживлении ран, а также имеют эндокринные функции, выходящие за рамки их роли в защите от патогенов.Это означает, что гемоциты беспозвоночных обладают характеристиками макрофагов М2 млекопитающих. Однако вирусные, грибковые и бактериальные инфекции вызывают перекрывающиеся транскрипционные изменения в гемоцитах беспозвоночных [198], что указывает на отсутствие разделения M1-M2 в гемоцитах беспозвоночных.

    7. Резюме и перспективы

    Результаты, рассмотренные здесь, показывают, что терминология M2 охватывает функционально разнообразную группу макрофагов, а не однородное состояние активации.В отличие от преобладающей модели, которая изображает активацию M1 и M2 как «черное и белое», разительно разные и функционально разные состояния макрофагов [10], недавний прогресс придает этому изображению цвета и оттенки. Макрофаги M2 берут на себя задачи защиты хозяина и заживления ран / ремоделирования тканей, внося дополнительный вклад в метаболические характеристики и эндокринную передачу сигналов тканей. Эта функциональная гетерогенность связана с аналогичной гетерогенностью экспрессии маркеров M2, обсуждаемых здесь.Анализ глобальных изменений транскрипции генов, липидного состава и метаболомной сигнатуры позволит еще больше уточнить изображение функций макрофагов M2. Легко предсказать, что альтернативная классификация состояний активации макрофагов заменит обобщенную терминологию M2 более точно определенными подразделениями функционально различных макрофагов.

    Конфликт интересов

    Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов относительно публикации данной статьи.

    Благодарности

    Работа, проводимая в лаборатории автора, поддерживается Институтом сравнительной молекулярной эндокринологии (директор Ян Такерманн) Университета Ульма и земли Баден-Вюртемберг, Германия. Ливия И. Лелкс оказывала помощь в редактировании, и мы ценим ее своевременную и точную работу.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Подать заявку в Southeast Tech, заявка, сроки

    Southeast Tech поддерживает политику открытых дверей и принимает студентов, которые могут извлечь выгоду из различных видов наличие обучения, возраст не менее 16 лет, закончили GED или выпускники средней школы.Студенты младше 18 лет, не окончившие учебу из средней школы должен встретиться с представителем Southeast Tech Admission, прежде чем стать допущен к кредитному классу. Перспективные ученики, не закончившие среднюю школу поощряются к завершению среднего школьного образования или стремлению к получению Сертификация GED.

    Учащиеся, окончившие среднюю школу за пределами США необходимы для завершения оценки стенограммы в авторитетной аффилированной организации с Национальной ассоциацией служб оценки полномочий (NACES).

    Southeast Tech не принимает иностранных студентов с визами F1, F2, J1, M1 или M2. статус.

    Приглашаются все студенты, независимо от гражданства или статуса проживания. An Правовой статус незарегистрированного студента не влияет на его решение о зачислении.

    Кд м2 расшифровка: Габаритная яркость LED-светильников – База знаний Novolampa

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Пролистать наверх