人精氨酸酶1（ARG1）在THP-1单核细胞中的稳定表达对炎症及M1巨噬细胞极化无抑制作用

《Next Research》：Stable expression of human arginase 1 does not suppress inflammation or M1 macrophage polarization in THP-1 monocytes

本研究针对精氨酸酶1（ARG1）在人类单核/巨噬细胞中免疫抑制功能的争议性问题，通过构建稳定表达ARG1的THP-1细胞模型，结合LPS诱导炎症实验，发现ARG1过表达不影响NF-κB/MAPK通路激活、促炎因子（TNF-α/IL-1β）释放及M1极化，挑战了ARG1作为M2巨噬细胞关键免疫抑制因子的传统认知，为肿瘤免疫治疗和炎症疾病机制研究提供新视角。

　　

在免疫学领域，巨噬细胞的极化状态（M1促炎型与M2抑炎型）一直是研究热点。精氨酸酶1（Arginase 1, ARG1）作为M2型巨噬细胞的标志性分子，被认为通过竞争性消耗L-精氨酸来抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的促炎活性。然而，这一理论在人类系统中的适用性存在巨大争议——小鼠研究表明ARG1具有明确免疫抑制功能，但人类巨噬细胞本不表达ARG1，其过表达能否重现小鼠模型的表型成为未解之谜。这种认知鸿沟严重阻碍了基于ARG1的肿瘤免疫治疗策略开发。

为此，研究人员选择人单核细胞白血病THP-1细胞系作为模型，通过慢病毒转染构建稳定表达人ARG1的细胞株。研究人员采用脂多糖（LPS）刺激模拟炎症环境，系统评估了ARG1对NF-κB/MAPK信号通路、促炎细胞因子（TNF-α/IL-1β）表达分泌、M1极化标志物及内毒素耐受的影响。相关成果发表在《Next Research》上，为人类巨噬细胞免疫调控机制提供了颠覆性见解。

关键技术方法包括：1）慢病毒载体构建（CMV启动子驱动ARG1-EGFP融合表达）；2）qPCR/ELISA检测炎症因子转录与分泌水平；3）蛋白质印迹分析NF-κB p65磷酸化及MAPK通路蛋白激活；4）流式细胞术检测M1表面标志物CD86/CD80；5）Griess法测定一氧化氮（NO）产量。

研究结果揭示：

1. ARG1表达验证：Western blot和共聚焦显微镜证实ARG1-EGFP在THP-1细胞中成功表达并定位于线粒体/胞质。

2. 炎症反应无差异：LPS刺激后，ARG1⁺与对照组细胞的TNF-α/IL-1β mRNA表达量及分泌水平无统计学差异（p>0.05）。

3. 信号通路激活不受抑制：磷酸化p65、ERK1/2、JNK等关键炎症信号分子在两组细胞中呈现相似的激活动力学。

4. M1极化能力保留：PMA+IFN-γ诱导后，ARG1⁺细胞仍高表达CD86/CD80，且内毒素耐受现象未受影响。

5. NO代谢异常：尽管ARG1⁺细胞LPS诱导的NO产量降低，但该变化未转化为抗炎表型。

讨论部分指出，本研究首次在人类髓系细胞中证实ARG1过表达不足以赋予免疫抑制特性。这一发现挑战了"ARG1-iNOS平衡"理论在人类系统的普适性，提示小鼠与人类巨噬细胞可能存在物种特异性调控机制。虽然ARG1降低了NO生成（预期中的抗炎指标），但关键促炎介质仍持续释放，说明人类巨噬细胞的免疫调控更依赖精氨酸代谢非依赖性途径。

该研究的临床意义在于：1）修正了对TAMs免疫抑制机制的认知，提示靶向ARG1的肿瘤治疗策略需重新评估；2）为慢性炎症疾病（如类风湿关节炎）的细胞疗法开发提供新思路——单纯调控ARG1可能无法有效逆转炎症微环境。未来研究需在原发性人类巨噬细胞中验证这些发现，并探索ARG1与其他免疫检查点分子（如PD-L1）的协同作用。