CDK5-SIRT1信号轴调控巨噬细胞炎症极化促进皮肤创伤修复的机制研究

针对皮肤创伤愈合中炎症调控不足的临床难题，河北医科大学团队揭示了CDK5-SIRT1通路通过磷酸化修饰调控巨噬细胞M1/M2极化转换的新机制。研究发现巨噬细胞特异性敲除CDK5（myeCDK5-/-）或药物抑制CDK5活性（Roscovitine）可显著促进伤口愈合，表现为IL-1β/iNOS降低而IL-10/CD163升高，并通过磷酸化蛋白质组学证实SIRT1 Ser14/Ser47位点磷酸化是关键分子开关。该研究为慢性创面治疗提供了新靶点。

　　

皮肤创伤修复是一个涉及炎症反应、细胞增殖和组织重塑的复杂过程，其中巨噬细胞的表型极化起着核心调控作用。当M1型促炎巨噬细胞向M2型抗炎巨噬细胞转换受阻时，常导致慢性创面或病理性瘢痕形成。尽管已知细胞周期蛋白依赖性激酶5（CDK5）在神经系统中发挥重要作用，但其在巨噬细胞介导的皮肤创伤修复中的机制仍属未知。

河北医科大学的研究团队通过构建巨噬细胞特异性CDK5敲除（myeCDK5^-/-）小鼠模型，结合CDK5抑制剂Roscovitine的药理学干预，系统研究了CDK5信号在皮肤创伤修复中的作用。研究发现，创伤过程中CDK5表达及其磷酸化水平显著升高，峰值出现在伤后第5天。基因敲除组（myeCDK5^-/-）小鼠展现出加速的伤口闭合，伤口组织中促炎因子IL-1β和iNOS显著降低，而抗炎标志物IL-10和CD163明显升高。免疫荧光双标证实，CDK5缺失使iNOS⁺F4/80⁺ M1型巨噬细胞减少，CD163⁺F4/80⁺ M2型巨噬细胞增加。流式细胞术进一步显示CD11b⁺CD206⁺细胞比例在所有时间点均显著增高。

在组织重塑方面，Masson染色显示CDK5缺失组胶原沉积显著增加，CD31免疫荧光显示毛细血管密度在伤后第5-7天明显提升。通过磷酸化蛋白质组学分析，研究者首次发现组蛋白去乙酰化酶SIRT1是CDK5的底物，其Ser14和Ser47位点的磷酸化水平在myeCDK5^-/-小鼠中显著降低。Western blot验证了SIRT1 Ser47位点的磷酸化变化，这与既往报道的CDK5通过磷酸化SIRT1调控内皮细胞衰老的机制相呼应。

主要技术方法包括：建立巨噬细胞特异性CDK5敲除小鼠（CDK5 flox/flox; Lyz2-Cre）及全层皮肤缺损模型；采用磷酸化蛋白质组学筛选差异磷酸化位点；Western blot检测CDK5/p-CDK5、炎症因子及SIRT1磷酸化水平；流式细胞术分析CD11b⁺CD206⁺细胞比例；免疫荧光双标定位M1/M2巨噬细胞；Masson染色评估胶原沉积。

研究结果部分：

1. CDK5 signaling is elevated in mouse cutaneous wound healing
   伤后第5天CDK5表达及磷酸化达峰值，提示其参与修复调控。

2. CDK5 null induces a phenotypic transition from M1 to M2 macrophages
   myeCDK5^-/-组伤口闭合率提高至92%（对照组77%），IL-1β/iNOS下调而IL-10/CD163上调。

3. Macrophage-specific CDK5 deletion enhances angiogenesis and collagen deposition
   伤后第5-7天CD31⁺毛细血管密度增加2.1倍，胶原面积百分比提升58%。

4. CDK5 inhibitor roscovitine accelerates mouse cutaneous wound healing
   Roscovitine处理组呈现与基因敲除组相似的M2极化倾向。

5. Phosphorylation of SIRT1 at Ser14, Ser47 by CDK5 regulates macrophage-mediated inflammation
   磷酸化组学揭示SIRT1 Ser14/Ser47是CDK5作用靶点，调控巨噬细胞炎症转换。

该研究首次阐明CDK5-SIRT1轴通过磷酸化修饰调控巨噬细胞极化的分子机制，为临床慢性创面治疗提供了双重干预策略：既可靶向CDK5活性（如Roscovitine），也可调控SIRT1磷酸化状态。值得注意的是，CDK5抑制剂可能同时影响其他细胞类型（如成纤维细胞、内皮细胞），且SIRT1还存在CDK1/MAPK等其他激酶的磷酸化调控，这些因素在转化应用中需综合考虑。论文发表于《Scientific Reports》，为炎症相关组织修复研究开辟了新视角。