LPS感染与高糖环境下巨噬细胞-成纤维细胞功能失调互作在糖尿病伤口中的机制研究及治疗启示

本研究针对糖尿病伤口（DFUs）中巨噬细胞（M1/M2）与成纤维细胞功能失调的关键问题，通过建立LPS感染和高糖（AGEs）共处理的体外共培养模型，揭示高糖环境通过STAT1/CD80通路促进M1极化，抑制成纤维细胞迁移（vimentin/actin下调），而直接细胞接触（juxtacrine）可部分缓解炎症。该研究为靶向免疫-基质突触（immune-stromal synapse）的糖尿病伤口治疗策略提供了新依据。

　　

糖尿病伤口（Diabetic Foot Ulcers, DFUs）是全球5.37亿糖尿病患者面临的重大健康威胁，其核心特征是持续炎症和愈合延迟。现有研究表明，巨噬细胞（macrophages）与成纤维细胞（fibroblasts）的协同作用是伤口修复的关键，但糖尿病环境中的高血糖（hyperglycemia）和细菌感染（如LPS）如何破坏这一过程尚不明确。多伦多大学牙科学院的研究团队在《Scientific Reports》发表论文，首次通过体外模型系统解析了糖尿病伤口中免疫细胞与基质细胞的"对话故障"，为开发靶向治疗策略提供了理论依据。

研究采用THP-1来源巨噬细胞和原代人真皮成纤维细胞（HDFs），构建了单培养、条件培养基处理、transwell共培养（paracrine）及直接共培养（juxtacrine）四种模型，模拟正常血糖（NG, 5mM）、LPS感染（1μg/mL）、高糖（HG, 25mM+AGEs）及其组合（HGLPS）的糖尿病伤口微环境。通过流式细胞术检测M1/M2标志物（CD80/CD206/STATs）、划痕实验分析迁移能力、多重免疫检测44种分泌因子（IL-1β/MMP9等），并结合细胞骨架（vimentin/actin）染色，系统评估了细胞互作机制。

巨噬细胞极化状态
高糖和LPS显著上调M1标志物CD80和STAT1（p<0.05），而M2相关STAT3/STAT6表达降低。CD206在所有组均未检出，证实糖尿病环境强制巨噬细胞向促炎表型转化。

成纤维细胞迁移差异
高糖使成纤维细胞迁移率降低50%（p<0.05），LPS在正常血糖下促进迁移但无法逆转高糖损伤。值得注意的是，直接共培养（juxtacrine）中迁移抑制较paracrine模型减轻20%，提示细胞接触具有保护效应。

分泌组特征
高糖+LPS使巨噬细胞分泌IL-1β/TNF-α/IL-6增加3-5倍，同时抑制IL-10/VEGF-A。MMP9/TIMP1比值升高2倍（p<0.05），表明ECM降解失衡。成纤维细胞在paracrine模型中分泌更多MIP-1α/β，但在juxtacrine模型中TGF-β水平升高40%，证实接触依赖性信号可激活抗炎通路。

细胞骨架重塑
高糖组vimentin表达降低60%（p<0.05），actin纤维减少，这与迁移缺陷直接相关。Juxtacrine组中细胞骨架损伤较轻，进一步支持直接接触的保护作用。

该研究首次阐明糖尿病伤口中"免疫-基质突触"的时空调控机制：paracrine信号（如IL-1β/MMP9）主导炎症恶性循环，而juxtacrine接触通过上调TGF-β/STAT3促进修复。这一发现解释了临床糖尿病伤口长期不愈的核心机制——巨噬细胞持续M1极化阻碍了必要的表型转换（M2），而高糖环境通过AGEs-RAGE轴（晚期糖基化终产物受体）加剧成纤维细胞功能障碍。研究为开发靶向细胞互作（如M2极化诱导剂、juxtacrine模拟支架）的精准治疗提供了新思路，同时强调未来需在3D模型和患者原代细胞中验证这些发现。