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炎症反应过程中，毛细血管后微静脉内的白细胞被内皮细胞捕获、在内皮细胞表面滚动，稳态粘附并铺展变形后渗出血管到达炎症部位。作为白细胞中最多的一类细胞，中性粒细胞通过表面β2整合素和其内皮细胞表面配体ICAM-1的相互作用，参与了中性粒细胞初始捕获滚动后的粘附过程。本文建立了研究静态和流动条件下人中性粒细胞与ICAM-1表面相互作用的方法，从以下两个方面研究了人中性粒细胞β2整合素与ICAM-1表面相互作用引起中性粒细胞铺展的动力学过程。
⑴体中性粒细胞在ICAM-1表面的铺展及调控。人中性粒细胞与ICAM-1表面相互作用后，部分细胞表现出主动铺展的行为，以铺展的中性粒细胞数量占所观察细胞总数的比例随时间变化来表征群体中性粒细胞铺展的规律。在静态条件下，人中性粒细胞在ICAM-1表面的铺展是由人中性粒细胞与ICAM-1底板相互作用引起的，与人中性粒细胞表面β2整合素的表达量有关，并依赖于底板ICAM-1的密度变化。β2整合素的Mac-1分子在中性粒细胞的主动铺展行为过程中起主要作用。在剪切流动下，人中性粒细胞被ICAM-1底板捕获后，可缓慢滚动很小的一段距离后稳态地粘附于ICAM-1底板上，提示中性粒细胞表面β2整合素参与了粒细胞由滚动过渡到稳态粘附的过程。相对于静态条件下中性粒细胞在ICAM-1表面上的主动铺展，流体剪切可抵抗中性粒细胞的主动铺展，具体的调控行为依赖于中性粒细胞群体的初始性质，即初始的主动铺展能力。不同浓度的IL-8刺激后中性粒细胞与ICAM-1底板相互作用在静态和流动情况下的铺展均得到加强。采用细胞松弛素CB使微丝蛋白解聚，导致静态条件下中性粒细胞几乎不会在ICAM-1底板上铺展、而剪切流动下中性粒细胞对流体的响应相对于未处理的控制组减缓。结果表明由β2整合素-ICAM-1相互作用介导的中性粒细胞铺展受到细胞因子刺激β2整合素表达改变以及胞内肌动蛋白聚合/解离动力学的调控。
⑵个体中性粒细胞在ICAM-1底板的铺展行为。采用光学显微镜观察发现，不同条件下中性粒细胞在ICAM-1底板上的铺展均表现为特定时间内面积增大的过程：通常情况下中性粒细胞铺展前的投影面积为100μm2左右，完全铺展后的面积平均值为300～400μm2。采用激光共聚焦方法检测了中性粒细胞在ICAM-1表面铺展的过程中，中性粒β2整合素各亚基(CD11a、CD11b和CD18)在细胞膜表面的定位和分布特征：铺展前，CD11a、CD11b和CD18亚基几乎均一地分布在细胞膜表面；静态条件下CD11a亚基在CD11b和CD18参与的主动铺展过程中发生极化，分布于已铺展的细胞膜表面一侧；剪切流动下CD11b和CD18亚基分布于已铺展的细胞表面中心位置，可能起到较好地抵抗流体剪切的作用。