胞苷一磷酸-N-乙酰神经氨酸羟化酶本身通过磷酸化c-Jun和NF-κB来上调炎症反应

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》：Cytidine monophospho- N-acetylneuraminic acid hydroxylase itself upregulates the inflammatory responses through phosphorylation of c-Jun and NF-κB

子宫内膜异位症（EMs）的免疫微环境调控机制研究。基于GSE6364数据集的加权基因共表达网络分析（WGCNA）结合机器学习筛选出CD44、CLU、FOXO1、MET、SPP1五个核心靶点，单细胞测序证实SPP1在M2型巨噬细胞中高表达，其过表达通过激活FAK/PI3K/AKT通路促进子宫内膜基质细胞增殖迁移，组织学验证显示核心基因在EMs病灶中特异性表达。

　　本研究聚焦于子宫内膜异位症（Endometriosis, EMs）这一常见的妇科疾病，旨在探索其发病机制并寻找潜在的治疗靶点。EMs是一种以慢性炎症和异常免疫微环境为特征的疾病，其主要表现为子宫内膜组织在子宫腔外的异常生长，常导致卵巢、盆腔腹膜及其他腹部器官的病变。据统计，EMs影响着约10%至15%的育龄女性，给她们带来了包括持续性盆腔疼痛、痛经、性交疼痛以及不孕等严重症状，显著影响生活质量。尽管已有数十年的研究积累，EMs的具体发病机制仍未完全阐明，目前普遍认为其成因复杂，涉及遗传易感性、免疫失调、激素失衡及环境因素等多方面的相互作用。

研究团队首先从GEO数据库中获取了GSE6364数据集，用于识别差异表达基因（Differentially Expressed Genes, DEGs）。随后，他们采用加权基因共表达网络分析（Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA）方法，以确定与EMs高度相关的基因模块。通过将这些基因模块与巨噬细胞极化相关基因进行交叉比对，研究团队筛选出31个关键基因。为进一步缩小范围，研究者运用了多种机器学习算法，包括LASSO、SVM-RFE和随机森林，最终确定了五个核心靶点：CD44、CLU、FOXO1、MET和SPP1。这些基因在EMs的免疫微环境中可能扮演着重要角色，尤其是SPP1在其中的表达和功能特性引起了研究者的高度关注。

单细胞RNA测序技术的应用为研究提供了更深入的视角。结果显示，SPP1在M2样巨噬细胞中高度表达，而M2样巨噬细胞通常具有抗炎特性，其功能状态与组织修复和免疫调节密切相关。研究团队通过功能实验进一步验证了SPP1的作用，发现其过表达能够促进巨噬细胞向M2表型极化，并显著增强人类子宫内膜间质细胞（human endometrial stromal cells, ihESCs）的增殖和迁移能力。这表明SPP1可能在EMs的病变发展过程中起到了关键的调控作用。从机制上看，SPP1阳性的M2样巨噬细胞通过激活FAK/PI3K/AKT信号通路，促进病变组织的生长和侵袭。这种信号通路在细胞迁移、增殖及肿瘤转移中均发挥重要作用，提示其可能在EMs的病理过程中也具有类似的调控功能。

研究还通过组织学和免疫荧光分析进一步验证了这些核心基因在EMs病灶中的表达和空间分布情况。结果显示，这些基因在病变组织中具有明显的表达特征，并且其表达模式与病变的大小、位置及炎症程度密切相关。这不仅为EMs的免疫微环境研究提供了新的视角，也为疾病的诊断和治疗提供了潜在的生物标志物。特别是在SPP1方面，其在M2样巨噬细胞中的高表达可能成为识别和干预EMs免疫微环境的重要切入点。

巨噬细胞作为免疫系统的重要组成部分，其功能状态在EMs的发病过程中具有重要意义。正常情况下，巨噬细胞能够有效识别并清除异常的子宫内膜细胞，维持局部免疫平衡，防止病灶形成。然而，在EMs患者体内，巨噬细胞的数量和功能状态发生了显著变化。一方面，巨噬细胞在病灶部位的浸润程度增加，另一方面，它们的极化状态也发生了改变，从原本的M1型（促炎型）向M2型（抗炎型）转变。这种极化状态的改变可能与疾病的发展阶段有关，早期可能表现为促炎状态，而后期则可能以M2型为主导。此外，EMs患者的巨噬细胞吞噬能力受损，无法有效清除经血残渣和凋亡细胞，这可能导致炎症的持续存在和病灶的扩大。

研究还发现，EMs患者的巨噬细胞不仅在数量和功能上发生变化，其分泌的细胞因子、趋化因子、生长因子以及基质重塑酶也呈现出显著的异常。例如，巨噬细胞分泌的基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases, MMPs）和血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF）等分子在病变组织的形成、血管生成及细胞外基质降解过程中起到了关键作用。这些分子的异常表达可能为EMs的病理机制提供了重要的解释，同时也为开发新的治疗策略提供了可能的靶点。

SPP1，也被称为骨桥蛋白（Osteopontin, OPN），在多种癌症中均被发现具有促进肿瘤进展和转移的作用。它通过影响上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）和缺氧信号通路等机制，调节肿瘤细胞的侵袭性和转移能力。此外，SPP1还能够与CD44、整合素等受体结合，从而激活包括PI3K/Akt和JNK1在内的多个信号通路，影响细胞的增殖、迁移及存活。尽管SPP1在癌症研究中已被广泛报道，但其在EMs中的具体功能和作用机制仍不清楚。然而，考虑到EMs具有类似肿瘤的侵袭性特征，研究者推测SPP1可能在EMs的免疫微环境中也扮演着重要角色。

研究团队通过整合生物信息学分析和实验验证的方法，系统地探讨了SPP1在EMs中的作用。他们首先利用GSE6364数据集进行差异表达基因分析，共识别出1134个DEGs，其中600个基因在EMs组中表达上调，而534个基因表达下调。这些基因的表达模式通过火山图和热图进行了可视化分析，进一步揭示了EMs与正常组织之间的基因表达差异。随后，研究者对免疫细胞浸润情况进行了分析，发现EMs患者的免疫细胞组成发生了显著变化，尤其是巨噬细胞的浸润程度明显增加。这种浸润的巨噬细胞可能在维持炎症环境和促进病变发展方面起到了重要作用。

在进一步的分析中，研究团队利用单细胞RNA测序技术深入探讨了SPP1在不同细胞类型中的表达情况。结果显示，SPP1主要在M2样巨噬细胞中表达，这表明其可能通过调控巨噬细胞的极化状态，进而影响EMs的免疫微环境。为了验证这一假设，研究者进行了功能实验，发现SPP1的过表达能够显著促进巨噬细胞向M2表型极化，并增强ihESCs的增殖和迁移能力。这提示SPP1可能在EMs的病变形成和进展过程中起到了关键的调控作用。从机制上看，SPP1阳性的M2样巨噬细胞通过激活FAK/PI3K/AKT信号通路，促进了病变组织的生长和侵袭，这一发现为理解EMs的病理机制提供了新的线索。

此外，研究团队还通过组织学和免疫荧光分析确认了这些核心基因在EMs病灶中的表达情况和空间分布。这些实验结果不仅支持了生物信息学分析的结论，还为SPP1在EMs中的功能提供了直接证据。例如，SPP1在M2样巨噬细胞中的高表达可能与其在病变组织中的分布密切相关，这种分布模式可能影响局部的免疫反应和炎症状态。因此，SPP1可能成为EMs诊断和治疗中的一个关键靶点。

综上所述，本研究通过整合生物信息学分析和实验验证，揭示了SPP1在EMs中的重要作用。SPP1不仅与巨噬细胞的极化状态相关，还通过激活特定的信号通路，促进病变组织的生长和侵袭。这些发现为理解EMs的免疫机制提供了新的视角，并为开发新的诊断和治疗策略奠定了基础。未来的研究可以进一步探讨SPP1在EMs中的具体作用机制，以及其在不同疾病阶段的表达变化，从而为临床治疗提供更精准的依据。