《Cellular Signalling》：Jagged1-Notch1/Foxo1 signaling crosstalk regulates TXNIP/NLRP3 inflammasome to alleviate lung inflammation
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本研究发现Jagged1通过激活Notch1信号通路抑制LPS诱导的急性肺损伤（ALI）相关炎症和氧化应激，其机制涉及Foxo1与Notch1内含域（NICD）在核内的竞争结合RBP-Jκ。敲除Foxo1可逆转Notch1缺失引起的炎症恶化，提示Jagged1-Notch1-Foxo1轴调控TXNIP/NLRP3通路，为ALI治疗提供新靶点。
陶阳|姜倩倩|谭德飞|杨洪峰|史一军|周俊兰|李颖|刘晨阳|李玲玲|姚欣|陈琴|周颖|姜龙峰
江苏省人民医院呼吸与重症医学科，南京医科大学镇江临床医学院附属医院，中国镇江Dianli路8号，212001
摘要
背景
Notch信号通路在组织损伤过程中调节先天免疫细胞的功能，而硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）/NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体的激活会引发肺部炎症。然而，Jagged1介导的巨噬细胞Notch1信号通路在脂多糖（LPS）诱导的急性肺损伤（ALI）中调节TXNIP/NLRP3炎症小体功能的作用尚不清楚。
方法
为了研究这一问题，我们使用野生型（WT）、floxed Notch1（Notch1
FL/FL）和髓系特异性Notch1敲除（Notch1
M?KO）小鼠通过气管内滴注LPS（5 mg/kg）来诱导ALI。在一些Notch1
M?KO小鼠中，在LPS刺激前使用Foxo1 siRNA混合物与甘露糖偶联聚合物联合处理以敲低内源性巨噬细胞中的Foxo1。从WT小鼠中获取的原代AEC II细胞被转染CRISPR/Cas9介导的Jagged1敲除（KO）或Jagged1激活（ACT）载体，然后用LPS（100 ng/mL）进行刺激，并与骨髓来源的巨噬细胞（BMMs）共培养。也从Notch1
M?KO小鼠中获取BMMs，并在LPS刺激前对其进行CRISPR/Cas9介导的Foxo1敲除（KO）载体处理。
结果
我们发现，在WT小鼠中，重组Jagged1的给药通过促进Notch信号通路的激活来减轻LPS诱导的ALI。凋亡的AEC II细胞释放Jagged1，从而激活巨噬细胞中的Notch1信号通路。值得注意的是，髓系特异性Notch1缺陷会加剧LPS诱导的炎症反应和氧化应激，同时伴随Foxo1水平的升高以及TXNIP/NLRP3活性的失调。机制上，Notch胞内结构域（NICD）与Foxo1在细胞核中共定位，Foxo1与NICD竞争RBP-Jκ结合位点，从而抑制Notch1信号通路并促进炎症小体的激活。重要的是，巨噬细胞中Foxo1的缺失可以逆转这些效应。
结论
总体而言，我们揭示了Jagged1-Notch1-Foxo1轴在调节TXNIP/NLRP3通路中的新分子机制，该通路在ALI中发生紊乱。这些发现突显了针对这一通路进行治疗干预的潜力。
引言
急性肺损伤（ALI）及其更严重的形式——急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是危及生命的肺部炎症性疾病，死亡率高达30%-40% [1]。其进展是由受损的肺泡上皮细胞（AECs或AT）与浸润的巨噬细胞之间的反馈循环驱动的，导致过度炎症和氧化应激 [2]。尽管抗炎策略显示出希望 [3]，但调控巨噬细胞介导的肺损伤的分子通路仍不完全清楚。
Notch信号通路传统上以调控细胞命运而闻名，同时也影响免疫反应 [4]。配体-受体相互作用（Jagged 1/2、Delta-like 1/3/4与Notch1–4）会激活受体切割，释放Notch胞内结构域（NICD），后者与RBP-Jκ结合，从而调控下游基因，如hairy/enhancer-of-split家族的基本螺旋-环-螺旋转录因子1（
Hes1）和Hes相关YRPW基序家族（
Hey） [5]。在肺部，Notch1信号通路在损伤后被激活，并有助于上皮修复 [6,7,8]。重要的是，Notch信号通路还调节巨噬细胞的极化，其效应因疾病类型而异 [9]。Jagged1/Notch1轴已被认为与肺修复有关 [10]，但其在ALI期间巨噬细胞驱动的炎症中的作用仍不清楚。因此，我们假设受损的AEC II细胞（或AT2）表达Jagged1，以调节巨噬细胞中的旁分泌Notch1信号通路，从而在LPS触发后调控肺部炎症和氧化应激。
Forkhead box蛋白1（Foxo1）是一种参与多种细胞过程的转录因子，包括代谢、增殖、分化和衰老 [11]。它在髓系细胞（包括巨噬细胞）中大量表达 [12]。先前的研究揭示了Foxo1与Notch信号通路之间的潜在联系。例如，Foxo1的功能获得和缺失研究分别显示出与Notch1激活和缺失相似的表型 [13,14,15]。此外，Foxo1可以与RBP-Jκ相互作用，并可能促进Jagged1的表达 [16]。这些发现表明Foxo1和Notch1信号通路之间存在复杂的相互作用。然而，Foxo1在ALI期间调节Notch1介导的巨噬细胞功能中的具体作用仍不清楚。
在这里，我们发现Jagged1-Notch1-Foxo1轴在LPS诱导的ALI中调节巨噬细胞依赖的炎症。受损的AEC II细胞释放Jagged1以激活髓系Notch1并抑制过度的炎症信号通路。Notch1的缺失会增强Foxo1活性，破坏NICD-RBP-Jκ结合，从而驱动TXNIP/NLRP3炎症小体的激活。这些发现揭示了一个先前未被认识到的机制，将上皮损伤与巨噬细胞调控联系起来，并为ALI的治疗提供了潜在的目标。
动物
Floxed Notch1（Notch1
FL/FL）小鼠（B6.129 × 1-Notch1
tm2Rko/GridJ，007181；美国杰克逊实验室）和溶菌酶M（LysM）-Cre小鼠（LysM-Cre；B6.129P2-Lyz2
tm1(cre)Ifo/J，004781；美国杰克逊实验室）被培育为髓系特异性Notch1敲除（Notch1
M-KO小鼠，如前所述 [17]。所有动物在年龄和性别上均匹配，并饲养在无特定病原体（SPF）环境中。动物生活在温度控制的房间内，遵循12小时光照-黑暗周期。
Jagged1介导的Notch信号通路缓解LPS诱导的急性肺损伤（ALI）
为了评估Jagged1信号通路在LPS刺激后的激活是否会导致ALI，野生型（WT）小鼠在LPS刺激后接受了重组Jagged1或PBS处理。首先，动脉血气分析显示，Jagged1处理显著改善了LPS刺激后的气体交换，表现为PaO
2升高和PaCO
2降低（图1A）。然后，苏木精-伊红（H&E）染色显示，接受Jagged1处理的模型表现出显著改善。
讨论
本研究揭示了Jagged1/Notch1和Foxo1信号通路在LPS诱导的ALI中的新型相互作用，展示了这一轴如何调节TXNIP/NLRP3驱动的炎症和氧化应激。我们发现受损的AEC II细胞释放Jagged1，激活巨噬细胞中的Notch1信号通路并减轻炎症，而髓系Notch1缺陷则增强Foxo1信号通路，促进TXNIP/NLRP3的激活，从而加重肺损伤。
这些发现为理解之前的研究结果提供了框架。
CRediT作者贡献声明
陶阳：写作 – 审稿与编辑，撰写原始稿件，监督，项目管理，方法学设计，资金获取，概念构思。
姜倩倩：方法学设计。
谭德飞：方法学设计，实验研究，概念构思。
杨洪峰：方法学设计。
史一军：方法学设计。
周俊兰：方法学设计。
李颖：方法学设计，实验研究。
刘晨阳：方法学设计，实验研究。
李玲玲：方法学设计。
姚欣：资源获取，概念构思。
陈琴：软件使用，方法学设计。
出版同意
不适用。
伦理批准和参与同意
该动物研究已获得江苏省大学（JUS-IACUC-AP-2021031619）和南京医科大学（IACUC-2206039）的机构动物护理和使用委员会（IACUC）的审查和批准。
资助
本研究得到了江苏省自然科学基金（编号：BK20251946）、江苏省卫生健康委员会科研项目（编号：M2024034）、镇江市社会发展基金会（编号：SH2020047、SH2024031、SH2025005、SH2025085）、江苏省医科大学医学教育协同创新基金（编号：JDY2022008）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
致谢
不适用。
