PAD4驱动的巨噬细胞胞外诱捕网在溃疡性结肠炎中的促纤维化作用及机制研究

推荐：溃疡性结肠炎(UC)的肠纤维化缺乏有效治疗靶点。中国药科大学团队发现巨噬细胞中PAD4通过瓜氨酸化修饰转录因子RELA/STAT1，上调促纤维因子骨桥蛋白(OPN/Spp1)表达，驱动巨噬细胞胞外诱捕网(METs)形成并促进成纤维细胞-肌成纤维细胞转化(FMT)。该研究发表于《Pharmacological Research》，为UC肠纤维化提供了新治疗策略。

　　

慢性肠道炎症性疾病如溃疡性结肠炎(UC)常伴随难以逆转的肠纤维化，目前临床缺乏针对性治疗手段。巨噬细胞作为炎症调控的核心细胞，其异常活化与纤维化进程密切相关。近年研究发现，巨噬细胞能像中性粒细胞一样释放胞外诱捕网(METs)，但METs在UC肠纤维化中的作用机制仍是未解之谜。中国药科大学团队在《Pharmacological Research》发表的研究，揭示了肽酰基精氨酸脱亚胺酶4(PAD4)通过表观遗传调控驱动METs形成，进而促进肠纤维化的创新机制。

研究采用多组学分析结合临床样本验证，关键技术包括：1) 建立DSS诱导的UC肠纤维化小鼠模型；2) 通过RNA测序筛选PAD4^-/-腹腔巨噬细胞(PMs)差异基因；3) 染色质免疫共沉淀(ChIP)和双荧光素酶报告基因分析转录调控；4) 体外瓜氨酸化实验验证PAD4对RELA/STAT1的修饰作用；5) 免疫荧光共定位分析临床患者和模型小鼠组织样本。

研究结果部分：

1. 1.

   PAD4驱动的METs定位于UC结肠纤维化病灶

   通过免疫荧光发现UC患者和模型小鼠结肠中PAD4、METs标志物(citH3)与肌成纤维细胞标志物(α-SMA)显著共定位。转录组分析显示Padi4与纤维化基因表达正相关。

2. 2.

   PAD4缺失抑制METs形成并缓解肠纤维化

   PAD4^-/-小鼠模型显示：肠纤维化程度减轻，胶原沉积减少，炎症因子(TNF-α/IL-1β/IL-6)水平下降。分离的PMs经离子霉素刺激后，野生型组METs形成显著增加，而敲除组被抑制。

3. 3.

   PAD4诱导纤维化基因表达

   RNA测序发现PAD4调控的差异基因富集于ECM相关通路，其中Spp1(编码OPN)变化最显著。临床数据分析证实UC患者Spp1表达升高且与纤维化程度相关。

4. 4.

   PAD4-OPN轴促进FMT过程

   免疫荧光显示OPN与METs及活化成纤维细胞共定位。使用siRNA敲低或中和抗体阻断OPN后，METs诱导的α-SMA表达被显著抑制，证实OPN是PAD4促纤维化的关键效应分子。

5. 5.

   PAD4通过瓜氨酸化调控RELA/STAT1转录活性

   Co-IP实验证实PAD4与RELA/STAT1直接互作。体外瓜氨酸化实验显示PAD4能直接修饰RELA/STAT1。ChIP-qPCR证明PAD4增强RELA而抑制STAT1与Spp1启动子的结合，双荧光素酶报告基因实验验证了这种调控关系。

该研究首次阐明PAD4通过瓜氨酸化修饰非组蛋白RELA/STAT1，改变其转录活性从而调控Spp1表达的分子机制。这不仅拓展了对METs生物学功能的认识，还为UC肠纤维化提供了新的治疗靶点——针对PAD4的抑制剂可能通过双重阻断METs形成和OPN分泌发挥抗纤维化作用。值得注意的是，研究发现PAD4对RELA/STAT1的相反调控效应，提示其瓜氨酸化修饰具有转录因子特异性，这种精确调控模式为开发选择性PAD4调节剂提供了理论依据。研究团队指出，未来需要进一步绘制巨噬细胞PAD4的底物谱，以全面解析其在生理病理过程中的调控网络。