Salidroside通过抑制mTOR通路，抑制高血糖诱导的M1巨噬细胞极化，从而加速糖尿病伤口的愈合

《International Immunopharmacology》：Salidroside suppresses hyperglycemia-induced M1 macrophage polarization to accelerate diabetic wound healing by restraining mTOR pathway

　　

江天池|张雷|阮超|王嘉豪|刘静怡|卡西姆·维维|吴淑荣

摘要

异常的伤口愈合能力是糖尿病患者的主要并发症之一。高血糖水平和持续的炎症因子释放会导致M1巨噬细胞数量过多，从而引发各种病理状况，最终削弱伤口愈合能力。因此，恢复巨噬细胞的稳态是促进糖尿病伤口愈合的潜在策略。同时，水苏糖苷是一种小分子苷类化合物，已知具有抗肿瘤、抗氧化、抗病毒和抗衰老作用。然而，水苏糖苷是否能够在高血糖条件下抑制M1巨噬细胞的极化并从而恢复伤口愈合潜力仍不清楚。通过转录组分析以及体外和体内实验，我们发现水苏糖苷能够显著抑制高血糖诱导的M1巨噬细胞极化，从而促进糖尿病伤口愈合。机制上，水苏糖苷可以阻断高血糖诱导的巨噬细胞mTOR信号通路激活，从而抑制糖酵解并抑制M1巨噬细胞极化。这些发现表明，水苏糖苷可以通过负调控mTOR信号通路来抑制糖尿病小鼠中的M1巨噬细胞极化，从而促进糖尿病伤口愈合。这些发现为水苏糖苷的抗炎功能及其作为增强糖尿病伤口愈合的小分子化合物的潜力提供了新的见解。

引言

糖尿病是一种以慢性血糖水平升高为主要表现的非传染性疾病[1]，[2]。根据国际糖尿病联合会的数据，糖尿病已成为21世纪最严重的公共卫生问题之一[3]。此外，长期的高血糖状态可能导致多种并发症，包括糖尿病伤口愈合障碍、糖尿病心血管疾病、糖尿病肾病和糖尿病神经病变[4]，[5]，[6]。其中，糖尿病伤口是最严重的并发症之一，可能导致截肢，严重影响患者的生活质量，甚至危及生命[4]，[7]。

研究表明，糖尿病患者的伤口愈合能力受损可归因于多种因素，包括过度炎症[8]，[9]，[10]。伤口愈合包括四个高度程序化的阶段：止血、炎症、增殖和重塑，其中炎症阶段是主要步骤[11]，[12]，[13]。由于炎症阶段是连接损伤发生与随后组织再生和重塑的关键环节，因此良好的炎症反应对于清除细胞碎片和病原体至关重要，同时及时缓解炎症对于避免病理过度反应和促进进入增殖和重塑阶段同样重要[14]，[15]，[16]。这种精确的炎症级联调节主要由先天免疫细胞控制，其功能可塑性直接决定了伤口修复的速度和质量[17]，[18]。巨噬细胞作为关键的先天免疫细胞，在伤口愈合中起着不可或缺的作用[19]，[20]。巨噬细胞起源于单核细胞，可以分化为与炎症相关的M1亚型，以及与组织再生和修复相关的M2亚型[21]。M1巨噬细胞可以分泌促炎细胞因子，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6）[22]，[23]，从而在伤口愈合的早期炎症阶段通过刺激免疫反应和清除病原体发挥关键作用[24]，[25]，[26]。然而，长期过高的M1巨噬细胞水平可能会引发过度炎症，反之亦然[27]，[28]。同时，过度炎症会减少胶原蛋白沉积，导致成纤维细胞减少和功能障碍，从而不利于伤口愈合[29]，[30]。因此，平衡的M1巨噬细胞极化对伤口愈合至关重要。然而，高血糖会破坏这种平衡的极化，导致M1巨噬细胞增多[31]。因此，抑制M1巨噬细胞的极化是糖尿病伤口愈合的潜在治疗策略。

水苏糖苷（2-(4-羟基苯基)乙基-β-D-葡萄糖苷，SA）是生长在高海拔山区的Rhodiola属植物中的主要活性化合物之一。研究表明，水苏糖苷具有多种生物活性，包括抗炎、抗肿瘤、抗氧化、抗疲劳、抗病毒和抗衰老作用[32]，[33]，[34]。我们之前的研究表明，水苏糖苷预处理可以增强高血糖条件下的间充质干细胞存活能力，从而促进其旁分泌功能和伤口愈合效果[35]。然而，水苏糖苷本身是否可以直接促进糖尿病伤口愈合，特别是是否能够抑制高血糖诱导的M1巨噬细胞极化并恢复巨噬细胞稳态，仍有待阐明。

在这项研究中，我们通过体内和体外实验研究了水苏糖苷对高血糖条件下巨噬细胞M1极化的影响。此外，通过RNA测序（RNA-seq）和转录组分析，并在细胞水平上进行验证，我们揭示了其潜在的分子机制。我们的发现表明，水苏糖苷能够显著抑制高血糖诱导的巨噬细胞mTOR介导的糖酵解以及随后的M1巨噬细胞极化，从而增强伤口愈合潜力。因此，我们的研究为水苏糖苷在糖尿病伤口愈合中的作用及其潜在的分子机制提供了新的见解。

章节摘录

细胞系和细胞培养

单核巨噬细胞系RAW264.7从中国科学院细胞库（中国上海）购买。细胞在含有10%胎牛血清（FBS；Biological Industries，以色列Beit Haemek）的Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM；Gibco，Life Technologies，纽约Grand Island）中培养，培养条件为湿润培养箱（37°C，5% CO₂）。使用Mycoplasma Detection Kit-QuickTest（Biotool，德克萨斯州休斯顿）定期检测支原体污染。

水苏糖苷治疗加速糖尿病伤口愈合

为了研究水苏糖苷对糖尿病伤口愈合的影响，我们将100 mg/kg体重（DM + SA-L）或200 mg/kg体重（DM + SA-H）的水苏糖苷皮下注射到伤口周围。结果显示，虽然糖尿病状态显著降低了伤口愈合速度，但水苏糖苷以剂量依赖的方式显著增强了伤口愈合（图1A，B）。此外，我们确认糖尿病状态损害了表皮结构和表皮再生能力，

讨论

糖尿病伤口的愈合能力受损，这主要是由于氧化应激、过度炎症、血管生成受损以及由全身高血糖微环境引起的细胞外基质（ECM）重塑紊乱[8]，[9]，[10]，[26]。这些病理事件共同导致了糖尿病伤口的愈合障碍，越来越多的证据表明，过度和持续的炎症是糖尿病伤口愈合的关键中介因素

CRediT作者贡献声明

江天池：撰写——原始草稿、可视化、验证、方法学、研究、正式分析。张雷：撰写——审阅与编辑、可视化、验证、方法学、研究、正式分析。阮超：撰写——审阅与编辑、可视化、验证、软件、方法学、研究。王嘉豪：撰写——审阅与编辑、验证、方法学、研究。刘静怡：撰写——审阅与编辑、可视化、验证、软件、方法学，

资助

本工作得到了重庆市自然科学基金（CSTB2022NSCQ-MSX0611（SW）和CSTB2022NSCQ-MSX0612（V.K.）的资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢重庆大学癌症医院分析测试中心在实验过程中提供的帮助。