巨噬细胞Dab1将早期缺氧与适应性血管生成相联系以驱动周围神经修复

《Advanced Science》：Macrophage Dab1 Links Early Hypoxia to Adaptive Angiogenesis to Drive Peripheral Nerve Repair

　　

有效的神经再生依赖于免疫反应与适应性血管生成的精确时空协调，而这种协调通常由损伤诱导的缺氧所驱动。然而，早期缺氧信号如何被感知并转化为血管微环境，目前仍知之甚少。研究人员以周围神经损伤为模型，发现缺氧发挥阶段特异性功能，从而决定再生结局。过早补充氧气会抑制早期缺氧反应，降低HIF-₁α，削弱血管生成，并最终损害长期再生；而离体长期缺氧则导致轴突和髓鞘损伤。通过时空缺氧图谱、遗传小鼠模型和人神经标本，研究人员将Disabled-1（Dab1）鉴定为一个先前未被识别的缺氧反应性衔接蛋白，该蛋白在巨噬细胞中被显著诱导，并将缺氧与血管生成联系起来。巨噬细胞特异性Dab1缺失会减弱HIF-₁α/VEGF-A信号，损害血管重塑，并延迟神经再生；而增强Dab1信号则改善再生微环境。在机制上，Dab1部分通过Na⁺/H⁺交换体NHE1维持缺氧相关的HIF-₁α积累，从而在巨噬细胞中维持促血管生成程序。此外，临床已批准的药物丙戊酸通过在一个早期治疗窗口内增强巨噬细胞Dab1信号，促进血管生成和功能恢复。总之，这些发现将巨噬细胞Dab1确定为血管-免疫串扰的关键调节因子，并强调了平衡早期缺氧信号与及时血管重建的治疗策略。

论文解读：巨噬细胞Dab1经NHE1/HIF-₁α轴连接早期缺氧与适应性血管生成，驱动周围神经修复

该研究发表于《Advanced Science》。周围神经损伤（PNI）后虽保留一定再生能力，但临床长期功能恢复常不理想，关键原因在于损伤微环境重建受损。神经-血管-免疫修复的协调框架认为，损伤后局部灌注不足导致的缺氧可被内皮细胞、施万细胞和巨噬细胞感知，激活以HIF-₁α为中心的缺氧反应转录程序，促进VEGF-A等促血管生成因子分泌，驱动血管生成与重塑。新生血管不仅提供代谢和氧气支持，还作为结构“再生轨道”引导修复性施万细胞定向迁移和轴突延伸。然而，有研究显示改善氧气供应可增强施万细胞存活和血管再生，提示缺氧本身可能限制修复。因此，缺氧究竟作为适应性信号还是有害应激，取决于其严重程度、持续时间和细胞环境，形成关键悖论。巨噬细胞处于将缺氧应激转化为再生重塑的关键位置，但将缺氧感知与促再生血管重塑偶联的分子机制在PNI中仍不清楚。Dab1作为已知在神经发育和中枢血管形成中发挥作用的衔接蛋白，其在PNI中的作用此前未知。该研究旨在系统表征损伤后缺氧的时空动态，并探索巨噬细胞Dab1在其中扮演的角色。

研究人员使用坐骨神经横断模型，结合Hypoxyprobe-1（HP-1）缺氧检测、巨噬细胞特异性条件敲除小鼠、TMT定量蛋白质组学、体外细胞实验及人神经标本，系统揭示了缺氧在PNI后的阶段特异性功能，并鉴定Dab1为缺氧驱动的血管重塑关键调节因子。在机制上，Dab1通过Na⁺/H⁺交换体NHE1部分维持HIF-₁α积累，从而促进VEGF-A介导的促血管生成程序。临床上已批准药物丙戊酸可在早期治疗窗口内通过增强巨噬细胞Dab1信号改善神经再生和功能恢复。该研究提出了“适应缺氧并优先血管重建”的治疗框架。

主要技术方法包括：HP-1染色绘制损伤后缺氧时空图谱；利用Dab1^fl/fl; Lyz2-CreERT2巨噬细胞特异性条件敲除小鼠及局部Reelin给药进行体内功能验证；采用TMT标记定量蛋白质组学鉴定差异蛋白；在RAW264.7巨噬细胞和HUVECs中通过siRNA敲低、管形成、迁移、增殖实验验证分子机制；结合人周围神经标本（来自吉林大学中日联谊医院手足外科，包括多指症手术和严重PNI患者）评估临床相关性；并通过分子对接预测丙戊酸与Dab1的结合。

研究结果分述如下。**2.1 缺氧作为损伤后轴突再生的阶段特异性调节因子**：HP-1染色显示缺氧在损伤后1天达峰并持续至7天，巨噬细胞浸润在5天达峰。使用CaO₂水凝胶早期供氧可降低HIF-₁α、减少CD31⁺血管面积，但导致4周后坐骨神经功能指数（SFI）显著下降，再生轴突和髓鞘减少；离体培养则显示持续缺氧直接损伤轴突和髓鞘。这说明早期缺氧对正常血管生成和再生不可或缺，而持续缺氧有害。**2.2 Dab1是PNI后的缺氧反应蛋白**：Western blot显示Dab1在损伤后5天上调约4.5倍，CaO₂处理可降低Dab1及其磷酸化水平；免疫荧光显示Dab1主要与巨噬细胞和内皮细胞共定位；RAW264.7细胞缺氧培养可诱导HIF-₁α、Dab1和p-Dab1增加。**2.3 巨噬细胞Dab1介导缺氧诱导的HIF-₁α/VEGF-A表达和血管生成**：Dab1-cKO小鼠损伤后第5天CD31⁺血管面积减少、缺氧区域扩大、巨噬细胞浸润减少，HIF-₁α、CD31、CD68蛋白降低且VEGF-A分泌减少；局部给予Reelin则增强Dab1磷酸化并上调HIF-₁α、CD31、CD68，缩小缺氧区域并增加巨噬细胞和VEGF-A。**2.4 激活巨噬细胞Dab1通过HIF-₁α/VEGF-A轴协调缺氧样血管生成反应**：在常氧条件下，Reelin处理RAW264.7细胞可诱导Dab1磷酸化和HIF-₁α表达，并促进VEGF-A分泌；其条件培养基可增强HUVECs的管形成、迁移和增殖；si-Dab1敲低则逆转上述效应。**2.5 NHE1作为巨噬细胞HIF-₁α信号中Dab1的下游效应器**：TMT蛋白质组学显示Dab1缺失改变93种蛋白，其中SLC9A1（NHE1）显著下调，GSEA显示缺氧相关通路受抑制；体外实验表明Reelin上调NHE1，si-NHE1不影响Dab1但降低HIF-₁α，si-Dab1则减少NHE1膜定位和HIF-₁α，说明NHE1在Dab1下游维持HIF-₁α。**2.6 Dab1通过NHE1/HIF-₁α通路促进血管再生**：体内给予NHE1抑制剂BI-9627可阻断Reelin的促血管生成和巨噬细胞募集作用，但不改变Dab1；给予NHE1激活剂迷迭香酸则部分恢复Dab1-cKO小鼠的血管和巨噬细胞反应。**2.7 Dab1及其下游靶点在人类PNI组织中激活**：人损伤神经组织中Dab1、p-Dab1、NHE1、HIF-₁α和CD68水平均升高，Dab1与CD68共定位；分子对接提示丙戊酸与Dab1具有较强结合亲和力。**2.8 早期丙戊酸治疗促进周围神经再生和功能恢复**：VPA处理RAW264.7细胞可增加Dab1、p-Dab1和HIF-₁α；体内实验中，VPA在Dab1-Ctrl小鼠中上调HIF-₁α、CD31、CD68并增加血管面积和巨噬细胞浸润，但在Dab1-cKO小鼠中无此作用；VPA在伤后1-5天给药可改善SFI、增加胫骨前肌强直收缩力、促进再生轴突和髓鞘形成、减少DRG中ATF3⁺神经元并改善神经肌肉接头再支配。

讨论部分指出，既往研究多从单一干预视角出发，要么聚焦缺氧反应通路，要么单纯改善氧气供应；本研究系统描绘了缺氧时空动态，发现外源供氧虽减少早期缺氧细胞，却抑制了HIF-₁α介导的血管生成，长期反而阻碍再生。因此，更符合生理修复的策略不是在损伤早期直接“对抗缺氧”，而是在伤后1-5天的治疗窗口内利用并放大缺氧触发的血管重塑信号，优先激活HIF-₁α通路和VEGF-A表达。研究还提示，缺氧激活的巨噬细胞Dab1可能作为分子枢纽，通过NIK/NF-κB和钙信号通路调节巨噬细胞募集。VPA的促血管作用依赖于巨噬细胞Dab1。结论部分指出：PNI后的缺氧反应具有高度时间依赖性和阶段特异性，早期缺氧并非完全有害，而是触发修复的内在信号。该研究提出“适应缺氧、优先血管重建”的治疗策略，通过靶向巨噬细胞Dab1及其下游信号，促进血管修复并从根本上缓解缺氧应激，从而推动神经再生，为理解PNI后血管-免疫-再生联系提供了新框架，也为精准时间窗口的靶向干预奠定了基础。