WNK1介导M-CSF诱导的巨胞饮作用以维持巨噬细胞谱系保真性

本研究揭示了WNK1激酶通过调控M-CSF刺激的巨胞饮作用（macropinocytosis）决定髓系祖细胞命运的新机制。研究人员发现Csf1rCre介导的Wnk1缺失会导致组织驻留巨噬细胞（TRM）缺失并引发围产期死亡。通过小鼠模型和人类iPSC实验证实，WNK1激酶活性缺失会阻断M-CSF诱导的巨胞饮作用，导致髓系祖细胞异常分化为中性粒细胞而非巨噬细胞。该研究阐明了WNK1-IRF8轴在髓系细胞命运决定中的关键作用，为造血发育异常相关疾病提供了新的治疗靶点。

　　

在生命早期发育过程中，组织驻留巨噬细胞（TRM）就像机体的"常驻卫兵"，对器官形成和稳态维持至关重要。这些特殊免疫细胞源自胚胎时期的红系髓系祖细胞（EMP），依赖巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）信号完成分化。然而长期以来，科学家们对M-CSF如何精确调控髓系祖细胞向巨噬细胞（而非其他髓系细胞）分化的分子机制知之甚少。更令人困惑的是，临床上某些造血系统发育异常疾病常伴随巨噬细胞缺失和异常中性粒细胞增多，但其病因始终扑朔迷离。

Memorial Sloan Kettering癌症中心的研究团队在《Nature Communications》发表的重要研究解开了这个谜团。他们发现WNK1（With-no-lysine 1）激酶是决定髓系祖细胞命运的关键分子开关。当研究人员在小鼠髓系细胞中特异性敲除Wnk1基因时，这些小鼠出现惊人的表型：全身TRM几乎完全缺失，同时各组织中性粒细胞异常浸润，最终导致围产期死亡。这一发现犹如打开潘多拉魔盒，引发了一系列关键科学问题——WNK1如何调控髓系分化？其作用机制是否保守存在于人类？这些问题的答案将为造血发育障碍疾病带来全新治疗思路。

研究团队运用多学科交叉技术手段展开攻关。通过流式细胞术系统分析了胚胎和新生小鼠的造血发育异常；采用骨髓移植和单细胞RNA测序验证细胞自主性缺陷；建立人类iPSC分化模型和原代单核细胞培养体系；结合高分辨率活细胞成像技术追踪巨胞饮动态过程；并利用磷酸化蛋白质组学解析信号通路。所有实验均设置严格的基因型和治疗对照组。

Csf1r^Cre介导的WNK1缺失导致围产期死亡
基因敲除小鼠在3-4周内全部死亡，伴随器官发育畸形和牙齿萌出障碍。流式分析显示除小胶质细胞外，肺泡巨噬细胞、库普弗细胞等TRM亚群几乎完全缺失，而Ly6G⁺中性粒细胞在各组织异常增多。这一表型与CSF1R缺陷小鼠惊人相似，提示WNK1可能位于M-CSF信号下游。

WNK1缺失改变胚胎期髓系发育轨迹
对E9.5胚胎的分析发现，敲除组躯干部CD11b^lowF4/80⁺TRM显著减少，而CSF1R⁺cKit⁺AA4.1⁺EMP增多。单细胞测序显示MPP3祖细胞中向中性粒细胞分化的祖细胞（GP）增多，而向单核/巨噬细胞分化的祖细胞（MP）减少。这些发现说明WNK1在胚胎期即开始调控髓系分化平衡。

WNK1激酶活性决定髓系分化命运
体外实验显示，WNK1缺失或WNK463抑制剂处理的髓系祖细胞在M-CSF刺激下几乎全部分化为Ly6G⁺中性粒细胞。人类iPSC和CD14^high单核细胞实验证实该机制在人类保守存在。骨髓移植实验进一步证明，WNK1缺失的祖细胞在野生型宿主体内仍分化为中性粒细胞，证实这是细胞自主性缺陷。

巨胞饮作用是关键分子开关
活细胞成像首次捕捉到髓系祖细胞的巨胞饮现象：70kDa葡聚糖（dextran）在M-CSF刺激下被内化。WNK1缺失或抑制使巨胞饮减少80%，而过表达WNK1-mRuby则增强该过程。特别重要的是，虽然PMA能恢复巨胞饮活性，却无法挽救巨噬细胞分化缺陷，表明WNK1通过独立于巨胞饮的其他机制调控分化。

WNK1核转位激活IRF8表达
机制研究发现，M-CSF通过巨胞饮诱导CSF1R内化和WNK1磷酸化，促使WNK1转位至细胞核。这一过程显著增加IRF8蛋白（而非mRNA）水平，而抑制巨胞饮或WNK激酶活性则阻断IRF8表达。WNK1过表达实验证实其直接调控IRF8蛋白稳定性，从而决定巨噬细胞谱系特异性。

这项研究颠覆了传统认知，首次揭示巨胞饮不仅是物质摄取途径，更是决定细胞命运的"分子决策中心"。WNK1作为"细胞命运传感器"，通过感知M-CSF刺激的巨胞饮强度，调控IRF8蛋白稳定性，最终决定髓系祖细胞走向巨噬细胞或中性粒细胞的分化道路。该发现为造血发育异常疾病（如先天性中性粒细胞增多症）提供了新的诊断标志物和治疗靶点。特别值得注意的是，研究揭示的WNK1-IRF8调控轴在人类和小鼠中高度保守，为转化医学研究奠定了坚实基础。未来针对这一通路的药物开发，或可帮助解决器官移植后巨噬细胞重建困难等临床难题。

研究也存在一些待解问题：IL-34是否通过不同机制调控小胶质细胞发育？巨胞饮内腔中哪些特异性信号分子激活WNK1？回答这些问题将进一步完善我们对髓系发育调控网络的理解。正如研究者所言，这项工作"为理解组织驻留巨噬细胞的发育生物学开辟了新视角"，其影响将远超髓系分化领域本身。