IKZF1通过HDAC3介导的SDHB表观遗传沉默加剧急性腹膜炎中的线粒体功能障碍和巨噬细胞炎症反应

本研究发现转录因子IKZF1在急性腹膜炎（CLP模型）中通过表观遗传机制调控巨噬细胞线粒体功能。IKZF1上调后招募HDAC3至SDHB启动子区域，介导H3K9去乙酰化，抑制SDHB表达，导致线粒体功能障碍、琥珀酸积累和活性氧（ROS）产生，从而放大炎症反应。抑制IKZF1（使用Lenalidomide）或补充乙酸钠可逆转上述效应，改善炎症损伤。该研究揭示了IKZF1/HDAC3-SDHB-琥珀酸轴在腹膜炎中的关键作用，为靶向IKZF1治疗炎症性疾病提供了新策略。

　　

背景

巨噬细胞在免疫稳态和宿主防御中发挥关键作用，但其过度激活会导致组织损伤。由盲肠结扎穿刺（CLP）诱导的急性腹膜炎与巨噬细胞介导的炎症失调相关。IKZF1作为一种转录因子，在免疫调节中具有重要作用，但其在CLP诱导的巨噬细胞激活中的具体机制尚不明确。本研究旨在探讨IKZF1在急性腹膜炎炎症反应中的分子机制。

材料与方法

研究采用小鼠CLP诱导的腹膜炎模型，通过RT-qPCR和Western blot分析巨噬细胞中IKZF1的表达。使用IKZF1抑制剂Lenalidomide（Len）评估其对巨噬细胞炎症和肺损伤的影响。通过检测活性氧（ROS）、ATP水平和琥珀酸积累评估线粒体功能。机制研究包括染色质免疫沉淀（ChIP）、共免疫沉淀（Co-IP）和HDAC3活性测定。在LPS刺激下分析SDHB表达和乙酰化状态，并补充乙酸钠以调节组蛋白H3K9乙酰化。

结果

IKZF1在巨噬细胞中的表达上调

通过公共数据库分析和实验验证，发现IKZF1在CLP诱导的腹膜炎小鼠模型的巨噬细胞中表达显著上调。LPS刺激后，IKZF1的mRNA和蛋白水平均迅速增加，免疫荧光显示其核内定位增强。

抑制IKZF1减轻炎症反应

使用Len抑制IKZF1后，CLP和LPS诱导的炎症细胞因子（如IL-1β、IL-6和TNF-α）表达显著降低。同时，抗炎因子IL-10和M2型巨噬细胞标志物（如Arg1和Mrc1）表达增加。流式细胞术进一步证实Len促进巨噬细胞向M2型极化，并减少腹膜液中单核细胞和中性粒细胞浸润。

IKZF1抑制改善肺损伤

CLP诱导的急性腹膜炎常导致肺损伤。HE染色和Masson染色显示，Len处理显著减少肺组织免疫细胞浸润和纤维化，降低肺病理评分和Ashcroft评分。肺组织湿干重比（W/D）下降，炎症因子表达减少，表明IKZF1抑制能有效缓解腹膜炎相关的肺损伤。

IKZF1抑制恢复线粒体功能

线粒体功能障碍是巨噬细胞炎症的重要驱动因素。Len处理显著降低细胞内和线粒体ROS水平，改善线粒体膜电位（JC-1检测），减少氧化应激标志物（MDA和4-HNE），并增加抗氧化分子（SOD和GSH）。此外，Len抑制LPS诱导的乳酸产生，改善线粒体呼吸功能，提高基础呼吸和最大呼吸能力。

IKZF1直接抑制SDHB表达

线粒体呼吸链活性检测发现，IKZF1抑制特异性增强复合体II（琥珀酸脱氢酶）活性，而不影响其他复合体。进一步分析显示，IKZF1抑制促进SDHB表达，而其他SDH家族成员（如SDHA、SDHC和SDHD）无显著变化。ChIP-qPCR证实IKZF1直接结合SDHB启动子区域，抑制其转录。SDHB表达下降导致琥珀酸积累，进而稳定HIF-1α蛋白，加剧炎症反应。

IKZF1招募HDAC3介导SDHB表观遗传沉默

机制上，IKZF1与HDAC3直接结合，招募其至SDHB启动子区域，介导H3K9去乙酰化，抑制SDHB表达。HDAC3抑制（使用BRD3308）或乙酸钠补充可恢复H3K9ac修饰和SDHB表达，逆转LPS的抑制效应。

讨论

本研究揭示了IKZF1在急性腹膜炎中通过表观遗传机制调控巨噬细胞线粒体功能的新作用。IKZF1上调后与HDAC3协同抑制SDHB表达，导致线粒体功能障碍、琥珀酸积累和ROS产生，放大炎症反应。抑制IKZF1或增强乙酰化可逆转这一过程，改善炎症损伤。这些发现为靶向IKZF1-HDAC3-SDHB轴治疗炎症性疾病提供了新思路。

结论

IKZF1通过招募HDAC3介导SDHB启动子区域的H3K9去乙酰化，抑制SDHB表达，导致线粒体功能障碍和炎症反应加剧。靶向IKZF1或增强乙酰化可能成为治疗急性炎症的新策略。本研究确立了IKZF1作为腹膜炎炎症调控的潜在生物标志物和治疗靶点。