NLRP3/IL-6/EGR2/CSF-1轴调控感染相关伤口愈合过程中的巨噬细胞分化与炎症消退

《Inflammation》：The NLRP3/IL-6/EGR2/CSF-1 Axis Regulates Macrophage Differentiation and Inflammatory Resolution in Infection-Associated Wound Healing

　　

摘要

慢性铜绿假单胞菌感染会阻碍伤口愈合，但其背后的炎症机制至今仍不十分清楚。本研究探讨了NLRP3炎性小体在感染相关伤口愈合过程中如何调控巨噬细胞的分化及炎症反应的消退。研究建立了小鼠铜绿假单胞菌伤口感染模型，通过流式细胞术（CD11b/F4/80/Arg1/iNOS/CD206/CD86）和组织学方法检测巨噬细胞的极化动态。通过伤口闭合速度、ECM分析（Masson’s三色染剂/过碘酸雪夫染色）以及转录组分析，比较了野生型小鼠与NLRP3?/?小鼠的伤口愈合情况。机制研究则利用CRISPR编辑及药物调控（MCC950/尼日利亚霉素）后的THP-1/U937细胞，结合ChIP-qPCR、荧光素酶检测和基因拯救实验展开。铜绿假单胞菌感染的伤口表现为愈合延迟、ECM沉积减少、细胞衰老加剧以及成纤维细胞活化受阻，同时存在以M1型为主的巨噬细胞极化，以及NLRP3、ASC、caspase-1、IL-6和IL-18水平升高。NLRP3?/?小鼠的伤口愈合进一步延迟，胶原蛋白I/III含量下降，巨噬细胞募集减少，M1型向M2型的转换也被抑制。转录组分析显示Tlr4、Cd74、Egr2以及IL-6/JAK/STAT3通路活性降低。NLRP3基因敲除会抑制单核细胞向巨噬细胞的分化（CD14?细胞数量及黏附能力下降），而NLRP3过表达则会促进这一过程。EGR2的表达与NLRP3水平相关：EGR2敲除会抑制CSF-1/CSF1R信号通路及巨噬细胞分化，而EGR2过表达则可弥补NLRP3敲除带来的缺陷。从机制上来看，IL-6会促进EGR2向细胞核转移，而EGR2可直接结合CSF-1启动子来调控其表达。在感染相关伤口愈合过程中，NLRP3炎性小体通过IL-6/EGR2/CSF-1轴来驱动巨噬细胞分化及M1型极化。针对这一轴进行干预可能是一种调节炎症反应、改善感染伤口愈合的治疗策略。