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脓毒症死亡率高，巨噬细胞极化在其发病机制中关键。研究人员探究 Blimp-1 在脓毒症巨噬细胞极化和代谢中的作用。发现 Blimp-1 可促进 M2 极化，调节嘌呤生物合成等代谢途径。这为脓毒症治疗提供潜在靶点，意义重大。
脓毒症，这个如同隐藏在黑暗中的杀手，每年在全球范围内无情地夺走无数生命。据统计，全球每年约有 4890 万人受到脓毒症的侵袭，2017 年更是有 1100 万人因此丧命，占全球总死亡人数的 19.7%。它是因机体对感染产生失调的免疫反应，进而引发全身炎症和器官功能障碍 。在脓毒症的发病过程中，巨噬细胞极化扮演着至关重要的角色。巨噬细胞主要分为促炎（M1）和抗炎（M2）两种功能亚群，在脓毒症早期，M1 巨噬细胞被大量激活，释放如白细胞介素 - 1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）等大量炎症因子，导致严重的炎症反应，对组织和器官造成损伤；而在晚期，M2 巨噬细胞过度活化，分泌白细胞介素 - 10（IL-10）等抗炎细胞因子，又会使机体陷入免疫抑制状态，增加感染复发的风险。然而，目前对于 B 淋巴细胞诱导成熟蛋白 - 1（Blimp-1）在巨噬细胞极化中的潜在调控作用以及其在脓毒症中的意义，我们的了解还十分有限。同时，能量代谢在调节巨噬细胞极化和功能方面也起着关键作用，不同极化状态的巨噬细胞依赖不同的代谢途径获取能量，那么 Blimp-1 是否通过影响细胞代谢来调控巨噬细胞极化，进而影响脓毒症的发展呢？这些未知就像一团迷雾，笼罩在脓毒症研究的道路上，亟待科研人员去揭开谜底。
为了深入探索这些问题，首都医科大学附属北京地坛医院、北京传染病研究所等机构的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上，为脓毒症的研究带来了新的曙光。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是动物模型构建，通过盲肠结扎穿孔（CLP）手术在 C57BL/6 J 小鼠身上建立脓毒症模型。细胞实验方面，对骨髓来源的巨噬细胞（BMDM）、RAW264.7 细胞和 THP-1 细胞进行培养和处理。还采用了代谢组学技术，分析细胞代谢物的变化；利用双荧光素酶报告基因检测验证 Blimp-1 对代谢途径的调控。此外，通过流式细胞术检测细胞表型和 Blimp-1 的表达水平，实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）测定基因表达量。
下面来详细看看研究结果。
- Blimp-1 在脓毒症相关巨噬细胞中表达升高：研究人员成功建立 CLP 脓毒症小鼠模型后发现，与假手术对照组相比，CLP 小鼠的肝脏和肺部出现明显的组织病理损伤，血清中肝损伤生物标志物和炎症细胞因子水平也显著增加。进一步检测发现，CLP 小鼠腹腔灌洗液（PLF）中的巨噬细胞比例更高，且 Blimp-1 在 M2 巨噬细胞亚群中的表达特异性升高，在其他免疫细胞如树突状细胞、CD4+T 细胞等中则无明显变化，这表明 Blimp-1 主要在 PLF 的 M2 巨噬细胞中表达，可能在脓毒症中发挥重要作用。
- Blimp-1 敲低加剧脓毒症并损害 M2 极化：为了探究 Blimp-1 上调的功能意义，研究人员利用携带 shRNA-Blimp-1 的腺相关病毒（AAV）敲低其表达。结果显示，敲低 Blimp-1 后，CLP 小鼠的存活率显著降低，肝脏和肺组织损伤加剧。同时，PLF 中总巨噬细胞数量虽有所增加，但 M2 巨噬细胞的比例却明显下降，这说明 Blimp-1 在脓毒症中的保护作用可能依赖于其对 M2 巨噬细胞极化的调节。为了进一步证实这一作用是由巨噬细胞介导的，研究人员使用巨噬细胞靶向的 AAV 敲低 Blimp-1，同样观察到 M2 巨噬细胞比例下降，肺组织损伤加重。
- Blimp-1 促进单核细胞 - 巨噬细胞分化和 M2 极化：研究人员观察了 Blimp-1 在巨噬细胞分化和极化过程中的表达变化，发现其在单核细胞中的表达明显高于 B 细胞和粒细胞，并且随着 BMDM 的分化和成熟，Blimp-1 的 mRNA 水平逐渐升高。在极化后的巨噬细胞中，M2 巨噬细胞的 Blimp-1 mRNA 水平又显著高于 M0 和 M1 巨噬细胞。进一步在 THP-1 单核细胞和 RAW264.7 巨噬细胞中过表达 Blimp-1，结果显示细胞出现 M2 巨噬细胞的形态变化，如伸出伪足，同时 M2 巨噬细胞标记物 CD206、MRC1、MSR1、ARG1 和 IL10 的表达均显著增加，这充分表明 Blimp-1 在驱动巨噬细胞分化和获得 M2 表型中发挥着关键作用。
- Blimp-1 对 M2 巨噬细胞的能量代谢至关重要：在 RAW264.7 细胞中敲低 Blimp-1 后，研究人员发现 M2 巨噬细胞的比例和 M2 标记物 Mrc1、Msr1、Arg1 的 mRNA 水平显著下降，而 M1 巨噬细胞的比例和相关标记物的表达则无明显变化。同时，参与线粒体呼吸、脂肪酸氧化代谢和糖代谢的关键基因 Pparg、Ppargc1b、Tkt、Gatm 和 Gpt2 的表达也显著降低；反之，过表达 Blimp-1 则会使这些基因的表达升高。通过 Seahorse XF 分析仪进行的代谢检测表明，敲低 Blimp-1 会降低 M2 巨噬细胞的线粒体氧消耗率（OCR）和细胞外酸化率（ECAR），这意味着 Blimp-1 可通过调节关键代谢酶的表达来促进 M2 巨噬细胞极化。
- Blimp-1 调节 M2 巨噬细胞的代谢组：对 RAW264.7 细胞进行非靶向代谢组学分析后，研究人员发现敲低 Blimp-1 后，共鉴定出 121 种代谢物，涉及氨基酸、碳水化合物、脂质等多种物质。正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）模型显示，敲低组与对照组的代谢物谱存在明显差异，尤其是氨基酸和核苷酸。进一步的定量代谢组学分析发现，Blimp-1 敲低显著影响了 M2 巨噬细胞中的 GDP 交换、UDP 交换、ATP 二磷酸水解酶活性，以及氨循环、谷氨酰胺代谢、尿素循环和甘氨酸与丝氨酸代谢等代谢途径。
- Blimp-1 增强 M2 巨噬细胞中的嘌呤生物合成和下游鸟氨酸循环：深入研究发现，Blimp-1 敲低会导致嘌呤生物合成途径中大多数代谢物的表达下调，关键酶基因 Ppat、Pnp、Gda 和 Xdh 的表达也显著降低。同时，鸟氨酸循环中的代谢物含量和关键酶的 mRNA 水平明显减少，核苷酸代谢物 GDP、GTP、ATP 和 ADP 的浓度也显著下降。双荧光素酶报告基因检测表明，Blimp-1 可直接增强 PPAT、GDA、XDH 等关键酶基因启动子的转录活性，这说明 Blimp-1 通过促进关键酶基因的转录来调节嘌呤生物合成和下游鸟氨酸循环。
- 嘌呤生物合成和鸟氨酸循环代谢调节参与 Blimp-1 促进的 M2 巨噬细胞极化：由于谷氨酰胺是嘌呤生物合成和鸟氨酸循环的关键连接点，研究人员通过在 BMDM 中转染 Blimp-1 表达质粒，并给予谷氨酰胺代谢途径抑制剂 BPTES 或补充谷氨酰胺进行实验。结果发现，抑制谷氨酰胺代谢会降低过表达 Blimp-1 的 BMDM 中 M2 巨噬细胞标记物 Arg1 的 mRNA 水平，而补充谷氨酰胺则可提高敲低 Blimp-1 的 BMDM 中 Arg1 的 mRNA 水平，并提高 CLP 小鼠的存活率，增加 M2 巨噬细胞的比例。这表明嘌呤生物合成和鸟氨酸循环代谢调节在 Blimp-1 促进的 M2 巨噬细胞极化中发挥着重要作用，并介导了 Blimp-1 对脓毒症小鼠的影响。
综合以上研究结果，研究人员得出结论：Blimp-1 在脓毒症巨噬细胞极化过程中发挥着重要的调节作用，它通过调节嘌呤生物合成和鸟氨酸循环来促进 M2 巨噬细胞极化，进而影响脓毒症的发展。这一发现揭示了脓毒症发病机制中 Blimp-1 的新作用机制，为脓毒症的治疗提供了潜在的新靶点。然而，该研究也存在一些局限性，例如主要在动物模型中进行，需要在人体样本中进一步验证；由于缺乏合适的染色质免疫沉淀（ChIP）抗体，无法在体内评估 Blimp-1 与靶基因启动子的直接结合位点和结合强度；还需要进行纵向研究，以评估 Blimp-1 调节对脓毒症患者免疫功能和宿主恢复的长期影响 。尽管如此，这项研究仍然为脓毒症的研究开辟了新的方向，让我们对脓毒症的发病机制和潜在治疗方法有了更深入的认识，有望在未来为脓毒症患者带来新的希望，推动脓毒症治疗领域的进一步发展。
