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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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浙大學(xué)者《自然》解密，讓傷口好的更快一點(diǎn)
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浙大學(xué)者《自然》解密，讓傷口好的更快一點(diǎn) 發(fā)布時(shí)間：2024-09-12 來源：浙江大學(xué)融媒體中心 作者：查蒙 楊德航 梁笑寒 磕碰造成的外傷、手術(shù)留下的傷口、隨著年齡增長帶來的肌肉退化，這類常見的組織損傷是生活中不可避免的一部分，損傷修復(fù)和組織再生的快慢直接影響著人體的身體狀態(tài)和健康。炎癥反應(yīng)對(duì)組織損傷后的修復(fù)至關(guān)重要，一些臨床研究表明，術(shù)后過早使用抗炎藥可能會(huì)導(dǎo)致傷口愈合不良。因此，深入研究早期炎癥是如何驅(qū)動(dòng)后期組織重建，其重要性不言而喻。 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院王迪教授課題組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人體組織受到損傷，會(huì)激活巨噬細(xì)胞進(jìn)入一種“超活化”狀態(tài)，在細(xì)胞膜上形成GSDMD蛋白孔洞作為通道釋放特定脂質(zhì)分子來促進(jìn)組織損傷修復(fù)。9月11日，團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表該研究成果，論文題為Gasdermin D-mediated metabolic crosstalk promotes tissue repair。 “超活化”帶來的可能性 巨噬細(xì)胞是一種遍布人體，參與炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵免疫細(xì)胞。GSDMD作為巨噬細(xì)胞上介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因子，在抵御病原體入侵和炎癥性疾病中發(fā)揮重要功能。以往的研究認(rèn)為，機(jī)體遇到危險(xiǎn)時(shí)會(huì)促使GSDMD活化,在細(xì)胞膜上打孔形成孔道并引發(fā)細(xì)胞焦亡。 然而，課題組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在組織損傷修復(fù)過程中，巨噬細(xì)胞上形成的孔道并不都會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。此時(shí)的巨噬細(xì)胞仍然保留特定功能并處于一種“超活化”狀態(tài)。 那么“超活化”狀態(tài)的巨噬細(xì)胞是如何影響組織損傷修復(fù)的呢？ 課題組猜想，這種巨噬細(xì)胞是否會(huì)通過GSDMD孔道主動(dòng)分泌生物活性代謝物等效應(yīng)因子，來影響鄰近細(xì)胞或參與塑造其所處的組織微環(huán)境呢？ 沿著這條線索，課題組驚奇地發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞在釋放炎癥因子的同時(shí)，確實(shí)也通過GSDMD分泌一些特異性的代謝物。 通過對(duì)體外“超活化”巨噬細(xì)胞上清液和體內(nèi)肌肉間質(zhì)液進(jìn)行代謝組學(xué)分析，多種篩選策略的結(jié)果都指向了同一種脂質(zhì)代謝物——11,12-EET，它在GSDMD激活后主動(dòng)釋放到損傷組織的微環(huán)境中。 神奇的“修復(fù)劑” 組織修復(fù)離不開干細(xì)胞的增殖和分化能力。這一過程中，干細(xì)胞并非“孤軍奮戰(zhàn)”，它需要周圍其他細(xì)胞的協(xié)助支持。如果把干細(xì)胞比作一顆充滿無限希望的種子，它的萌芽和成長離不開土壤給予養(yǎng)分。在這里，干細(xì)胞需要的“土壤”就是它所處的損傷微環(huán)境。 巨噬細(xì)胞作為這個(gè)微環(huán)境中的重要一員，通過分泌促/抗炎介質(zhì)、生長因子和其他生物活性分子發(fā)揮一系列復(fù)雜作用，但巨噬細(xì)胞與其他細(xì)胞類型之間的代謝通訊，以及這些胞間通訊如何共同協(xié)調(diào)促進(jìn)組織修復(fù)的探索較少。 因此，團(tuán)隊(duì)從“關(guān)鍵點(diǎn)”11,12-EET入手，采取雙管齊下的研究策略，一方面通過外源性直接補(bǔ)充11,12-EET，另一方面通過在小鼠巨噬細(xì)胞中敲除其水解酶，從而在內(nèi)源層面提升11,12-EET的含量。這兩種策略的結(jié)論都有力地證明，11,12-EET在促進(jìn)肌肉干細(xì)胞激活和增殖中發(fā)揮著積極的作用。 更重要的是，課題組發(fā)現(xiàn)11,12-EET的促再生潛力依賴于GSDMD在巨噬細(xì)胞與肌肉干細(xì)胞之間形成有效的代謝物傳遞通道。這一發(fā)現(xiàn)闡明了一種巨噬細(xì)胞和干細(xì)胞之間新型的代謝物通訊方式，拓展了我們對(duì)細(xì)胞膜上孔道功能的新認(rèn)識(shí)。 多面手——11,12-EET 在組織修復(fù)過程中，由于損傷微環(huán)境中促進(jìn)再生因子的濃度往往處于較低水平，機(jī)體需要依賴一系列精準(zhǔn)調(diào)控的策略來放大這些關(guān)鍵信號(hào)的傳導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)快速高效的組織修復(fù)過程。 通過分析對(duì)照和11,12-EET處理的原代肌肉干細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，課題組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，11,12-EET能夠幫助損傷微環(huán)境中促修復(fù)的生長因子凝聚，有效放大生長因子傳導(dǎo)的下游信號(hào)，從而加速組織修復(fù)和再生進(jìn)程。 既然11,12-EET有促進(jìn)干細(xì)胞活化的能力，那么這種功能是否具有更加廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景呢？ 課題組成員將11,12-EET的治療潛力擴(kuò)展到肌肉損傷、角膜損傷和皮膚損傷多種模型中，發(fā)現(xiàn)11,12-EET表現(xiàn)出廣泛的促修復(fù)功能。更令團(tuán)隊(duì)成員驚奇的是，它能夠通過擴(kuò)大肌肉干細(xì)胞儲(chǔ)備幫助衰老小鼠恢復(fù)肌肉活力，并可以促進(jìn)人肌肉組織中原代肌肉干細(xì)胞的增殖。 團(tuán)隊(duì)成員池哲勖說：“這為11,12-EET臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用的前景提供了有力的支持，為傷口愈合、創(chuàng)面修復(fù)和衰老肌肉退化等病癥的治療提供了新的思路。” 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院/附屬邵逸夫醫(yī)院王迪教授、浙江大學(xué)平臺(tái)“百人計(jì)劃”研究員池哲勖為本文通訊作者，池哲勖研究員、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院住院醫(yī)師陳晟和浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院/良渚實(shí)驗(yàn)室博士后楊德航為本文共同第一作者。本研究得到了浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院丁克峰教授、肖乾教授、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院“百人計(jì)劃”研究員尚敏、中科院上海營養(yǎng)與健康研究所副研究員李俞瑩等課題組的支持與幫助。該研究受到國家自然科學(xué)基金杰出青年基金、重點(diǎn)項(xiàng)目等資助。 原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08022-7 （文 查蒙、楊德航 圖 梁笑寒、高興就好、部分來源于團(tuán)隊(duì)） |
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