孫兵研究組揭示了胞外基質蛋白ECM1調控炎癥性腸炎的新機制
1月20日,國際學術期刊Proc Natl Acad Sci USA 在線發(fā)表了中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心(生物化學與細胞生物學研究所)孫兵研究員團隊與復旦大學附屬華山醫(yī)院劉杰教授合作的研究成果:ECM1 is an essential factor for the determination of M1 macrophage polarization in IBD in response to LPS stimulation。該研究發(fā)現炎癥性腸炎的易感基因ECM1能夠通過調控GM-CSF/STAT5信號通路促進M1巨噬細胞極化,進而介導腸道炎癥反應同時抑制組織修復。
??? 炎癥性腸炎(Inflammatory bowel disease :IBD) 是一種慢性復發(fā)性疾病,主要由上皮細胞損傷以及外界環(huán)境如腸道菌引起的異常炎癥導致?;颊卟粌H會出現嚴重的炎癥性腹瀉,還會增加患腸癌的風險,但目前尚沒有藥物可以進行有效治療,所以研究 IBD的致病機理以及提出新的干預治療措施,已成為近年來研究腸道免疫學的重要課題。
??? IBD的發(fā)病機制可以分為宿主的易感性和環(huán)境因素兩方面,目前包括NBS/LRR家族蛋白如NOD(nucleotide oligomerization domain),自噬基因及Th17相關基因IL-23等被GWAS檢測證實為IBD的易感基因。而在2008年ECM1也被發(fā)現與潰瘍性結腸炎相關(Fisher et al. 2008a)。孫兵研究組自2011年以來,曾先后發(fā)現了ECM1在免疫系統(tǒng)中對多種免疫細胞如Th2細胞、Th17細胞及Tfh細胞等具有重要的調控功能(Li et al. 2011; Su et al. 2016; He et al. 2018)。那么作為IBD的易感基因,ECM1如何影響腸道炎癥?
??? 研究團隊對潰瘍性結腸炎病人及葡聚糖硫酸鈉DSS誘導的IBD小鼠的腸道組織樣品進行分析后發(fā)現,ECM1在炎癥條件下的巨噬細胞,特別是組織浸潤的巨噬細胞中高表達,并在IBD進展過程中被顯著性誘導表達。在進行脂多糖(LPS)處理后,特異性敲除ECM1的巨噬細胞中精氨酸酶1(ARG1)的表達增加,M1巨噬細胞極化的表型受到抑制。進一步的研究表明,ECM1可以通過粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子GM-CSF/ STAT5信號通路調節(jié)M1巨噬細胞的極化。同時巨噬細胞中ECM1基因的特異性敲除減輕了葡聚糖硫酸鈉DSS誘導的IBD小鼠的病理變化。綜上所述,ECM1在促進M1巨噬細胞極化方面具有重要功能,對于控制腸道的炎癥和組織修復有重要作用,相關研究為IBD的治療提供了新的干預靶點。
??? 該研究的共同第一作者為孫兵實驗室張亞光博士后和李學真博士生,以及劉杰教授團隊的羅忠光醫(yī)生。孫兵研究員、劉杰教授以及張亞光博士后為本文共同通訊作者。特別感謝分子細胞中心動物平臺、分子生物學技術平臺、細胞分析技術平臺對本研究的大力協助。該項研究受到了國家自然科學基金委、科技部、中科院等經費支持。
ECM1對腸道巨噬細胞調控模式圖
來源:中國科學院生物化學與細胞生物學研究所


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