巨噬细胞是人体中分布广泛的先天性免疫细胞,能够识别和清除死亡细胞和病原体,协调损伤后的炎症和愈合过程,在组织稳态、免疫防御、病理过程中扮演着重要的角色。巨噬细胞具有高度的可塑性和异质性,不同的微环境和细胞因子诱导巨噬细胞极化为不同的表型。根据活化的途径广泛地分为两个不同的亚群:促炎的经典活化M1型巨噬细胞和抗炎的替代活化M2型巨噬细胞。M2型巨噬细胞根据激活分子的不同又分为M2a、M2b、M2c和M2d四种亚型。这些不同表型的巨噬细胞在炎症反应、免疫调节以及相关疾病中发挥的生物学功能具有差异性。目前,已经有研究对M1型和M2型巨噬细胞的蛋白质和糖基化修饰进行了详细的解析,但对M2巨噬细胞亚型的分子层面还缺乏研究,这是现阶段探索免疫机制中巨噬细胞的功能以及鉴定病理组织中巨噬细胞表型的障碍之一。因此,系统性地对M2巨噬细胞亚型的蛋白质组和糖蛋白质组进行表征,将有助于阐明它们的生物学功能,并提供潜在的标志物用于不同表型的鉴定,为巨噬细胞的可塑性、相关疾病以及免疫机制等方面的研究提供参考。在本课题中,使用人源THP-1细胞系作为模型,通过标准的极化流程产生M0、M1、M2a、M2b、M2c和M2d型巨噬细胞。通过蛋白质组学分析,我们在不同极化巨噬细胞中共定量了4910种蛋白质。通过分析四种M2巨噬细胞亚型中的差异蛋白,发现四种M2巨噬细胞亚型都具有应答和杀死细胞外病原体的能力,M2a和M2c在组织修复和纤维化中起着至关重要的作用,M2b和M2d主要涉及体液免疫、血管生成和造血功能等。此外,我们还通过靶向蛋白质组学技术验证了四种M2巨噬细胞亚型中共同或特异上调的蛋白,它们能够作为潜在标志物用于M2型巨噬细胞及其四种亚型的鉴定。糖蛋白质组学结果显示,我们在不同极化巨噬细胞中共定量了2303种完整N-糖肽,对四种M2巨噬细胞亚型中的差异糖肽进行分析,发现糖基化的类型具有偏向性,M2a和M2c型巨噬细胞中的高甘露型糖链占比更多,而M2b和M2d型巨噬细胞中的复杂型糖链占比更多。通过对差异蛋白质和糖蛋白进行疾病富集分析,我们发现四种M2巨噬细胞亚型富集的疾病类型相似度较高,主要涉及系统性红斑狼疮、多发性硬化症、扩张型心肌病等疾病,这提示四种M2巨噬细胞亚型可能通过特异的蛋白质表达或糖基化修饰影响同种疾病的病理变化。综上所述,本课题通过蛋白质组学和糖蛋白组学对四种M2巨噬细胞亚型进行了系统性的解析,阐明了它们的生物学功能,有助于研究巨噬细胞在免疫调节机制中发挥的功能,并提供了一系列可能的候选标志物用于不同M2巨噬细胞亚型的鉴定,为正常或病理组织中巨噬细胞表型的鉴定提供参考。此外,本课题首次对四种M2巨噬细胞亚型的糖蛋白质组进行了研究,为巨噬细胞糖基化相关研究奠定基础。最后,本文中提供的结论与数据不仅为进一步研究巨噬细胞的可塑性提供重要线索,还将为巨噬细胞相关疾病的诊断和治疗提供潜在的研究方向和数据基础。