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Sci Rep:加拿大学者发表肾病生物标志物FGF23影响中性粒细胞迁移能力研究进展

摘要 : 2017年6月8日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific Reports》杂志上在线发表了中国科学院合肥物质科学研究院应用技术研究所研究员刘勇与加拿大曼尼托巴大学教授Francis Lin课题组合作的一篇研究论文

2017年6月8日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific Reports》杂志上在线发表了中国科学院合肥物质科学研究院应用技术研究所研究员刘勇与加拿大曼尼托巴大学教授Francis Lin课题组合作的一篇研究论文,研究利用微流控芯片研究了慢性肾病生物标志物FGF23对中性粒细胞迁移能力的影响。

细胞迁移在许多生理和病理过程中发挥了重要的作用,如宿主防御、胚胎发育、伤口愈合和癌症转移。中性粒细胞是最丰富的白细胞,在身体的先天免疫反应中发挥了非常重要的作用,其功能受损时可导致自身免疫性疾病和致命性疾病。慢性肾病是一种在发达和发展中国家或地区均有较高发病率的常见慢性疾病,慢性肾病患者由于自身免疫系统功能受损而增加了细菌感染的风险并伴随着明显升高的血清FGF23水平。FGF23与细胞膜上的FGF受体结合并通过一系列的下游信号介导细胞功能。已有研究成果表明FGF23可以抑制中性粒细胞的粘附,激活和跨内皮迁移能力,从而进一步损害中性粒细胞募集和宿主防御功能。FGF23也被认为是一种先天免疫的调节剂,研究FGF23介导的中性粒细胞趋化性及其与CKD疾病的相关性具有重要意义。

合作双方设计并开发了两种新型微流控芯片(图1)并对FGF23介导的中性粒细胞趋化性及其与慢性肾病之间的相关性进行了研究。结果表明,与对照组细胞相比,经过FGF23预处理的中性粒细胞在趋引因子(N-Formylmethionine-leucyl-phenylalanine,fMLP)浓度梯度中(存在或缺乏均一的FGF23背景)的粘附性和趋化性被削弱。然而,直接在fMLP梯度中加入FGF23仅削弱能穿过薄壁障碍单元细胞的趋化性。趋化性熵和主成分分析(Principal component analysis,PCA)分别揭示了FGF23削弱中性粒细胞的粘附性和趋化性以及多细胞趋化性参数之间的相关性。该研究详细阐述了FGF23影响中性粒细胞趋化性的过程,揭示了研究FGF23介导的中性粒细胞趋化性对探索疾病发病机理和制定相关治疗方案具有重要意义。

近年来,应用技术所光电子中心生物医学光学研究团队以项目合作、互派留学生和访问学者的方式与国内外多个研究团队建立了密切的合作关系,积极开展了基于微流控芯片的病原体基因、慢性病早期生物标志物和细胞迁移规律等基础研究工作,并充分发挥自身在仪器设备研发方面的传统优势,与国内外合作团队共同开发了基于微流控芯片的基因、生物标志物和细胞迁移检测的相关仪器设备。

C3-Chip和D3-Chip的结构示意图。(A)C3-Chip的结构示意图。单个芯片可以并行配置三个梯度发生单元。每个单元具有独立的入口和出口。红色框为检测区域;(B)C3-Chip的梯度检测结果;(C)D3-Chip的结构示意图;(D)D3-Chip的梯度检测结果。

原文链接:

Fibroblast growth factor 23 weakens chemotaxis of human blood neutrophils in microfluidic devices

原文摘要:

Neutrophil trafficking in tissues critically regulates the body’s immune response. Neutrophil migration can either play a protective role in host defense or cause health problems. Fibroblast growth factor 23 (FGF23) is a known biomarker for chronic kidney disease (CKD) and was recently shown to impair neutrophil arrest on endothelium and transendothelial migration. In the present study, we further examined the effect of FGF23 on human blood neutrophil chemotaxis using two new microfluidic devices. Our results showed that chemotaxis of FGF23 pre-treated neutrophils to a fMLP gradient, in the presence or absence of a uniform FGF23 background, is quantitatively lower compared to the control cells. This effect is accompanied with a stronger drifting of FGF23 pre-treated cells along the flow. However, without the FGF23 pre-treatment, the FGF23 background only reduces chemotaxis of transmigrated cells through the thin barrier channel to the fMLP gradient. The effect of FGF23 on neutrophil migration and the correlation between multiple cell migration parameters are further revealed by chemotactic entropy and principle component analysis. Collectively, these results revealed the effect of FGF23 on weakening neutrophil chemotaxis, which shed light on FGF23 mediated neutrophil migration with direct disease relevance such as CKD.

来源: Scientific Reports 浏览次数:1

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