IF 13.6| BioTNT助力生物医学研究：P2X7R/NLRP3炎症小体轴通过炎症及代谢相关的巨噬细胞-干细胞交互作用抑制附着点再生
2025年4月，上海交通大学附属第六人民医院在国际期刊《Science Advances》上发表的，题为“The P2X7R/NLRP3 inflammasome axis suppresses enthesis regeneration through inflammatory and metabolic macrophage-stem cell cross-talk”的论文。Haihan Gao, Liren Wang, Yangbao Lyu同位第一作者，Xin Ma, Shen Liu, Jia Jiang为通讯作者。
背景：异质性界面组织（如骨软骨界面及肌腱-骨附着点）通过桥接软硬组织实现应力传导，避免应力集中并维持关节运动功能。肌腱-骨附着点（enthesis）是由肌腱、非钙化纤维软骨、钙化纤维软骨及骨构成的复杂结构，其精密解剖结构是功能实现的基础。附着点损伤（如肩袖撕裂、前交叉韧带断裂）常见于老年人群及运动爱好者。由于附着点再生能力有限，损伤后难以恢复原有结构与功能，导致再损伤风险显著升高。因此，解析抑制附着点再生的关键调控因子是再生医学领域的重要课题，也是开发有效治疗策略的前提。
研究信息：本研究首次揭示巨噬细胞中NLRP3炎症小体的激活显著抑制损伤附着点的组织学与功能恢复。单细胞RNA测序（scRNA-seq）表明，NLRP3炎症小体通过加剧炎症反应，促进巨噬细胞与干细胞间IL-1β信号的不良交互。此外，NLRP3炎症小体抑制抗炎因子（IL-10、IL-13）及不饱和脂肪酸（如二十二碳四烯酸DTA）的分泌，削弱干细胞分化与迁移能力。中和IL-1β或补充DTA可有效促进附着点再生。髓系细胞条件性敲除P2rx7可降低NLRP3炎症小体活性并改善再生。本研究阐明P2X7R/NLRP3炎症小体轴通过加剧IL-1β炎症交互及抑制促再生代谢交互阻碍附着点再生，为异质性界面组织损伤治疗提供了新策略。
使用产品：
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A1010A0201
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96wells
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A1010A0210
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96wells
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A1010A0213
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酶联免疫吸附测定（ELISA）
根据试剂盒说明书（货号：A1010A0201，BioTNT，中国），使用ELISA试剂盒测定骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）上清液中白细胞介素-1β（IL-1β）的浓度。肌腱附着点样本于处死后立即采集，使用放射免疫沉淀测定（RIPA）裂解液（Beyotime，中国）裂解组织以提取总蛋白。总蛋白浓度通过二辛可宁酸（BCA）蛋白定量试剂盒（Beyotime，中国）进行检测。肌腱附着点中IL-1β、IL-10和IL-13的浓度分别使用对应的ELISA试剂盒进行测定（IL-1β：货号A1010A0201，BioTNT，中国；IL-10：货号A1010A0210，BioTNT，中国；IL-13：货号A1010A0213，BioTNT，中国）。
结果：
NLRP3炎症小体通过抑制巨噬细胞分泌抗炎细胞因子来阻碍炎症消退(A) 野生型与Nlrp3−/−骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）培养上清液中IL-1β浓度(B)小鼠炎症因子芯片Q1检测野生型与Nlrp3−/− BMDMs上清液的扫描图像(C)野生型与Nlrp3−/− BMDMs上清液炎症因子热图分析(D)各组BMDMs上清液中IL-1β、IFN-γ、IL-6、TNF-α、IL-1α、IL-10、IL-13和IL-4的浓度(E-H)野生型与Nlrp3−/−小鼠附着点组织IL-10和IL-13的免疫组化染色及ELISA检测（绿色虚线框示附着点局部放大）(I-J)野生型与Nlrp3−/−小鼠附着点CD68（绿色）和CD206（红色）双标免疫荧光染色及定量分析（红色虚线框示附着点局部放大，箭头指示CD68+CD206+巨噬细胞）数据以均数±标准差表示，统计学差异采用单因素方差分析（Tukey多重比较）和Student t检验进行判定。
结论：本研究发现，NLRP3炎症体在巨噬细胞中的过度激活是导致附着点再生不良的关键因素。研究结果表明，NLRP3炎症体通过IL-1β炎症信号和巨噬细胞与干细胞之间的docosatrienoic acid (DTA)代谢相互作用，加剧炎症并抑制附着点再生。本研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）发现，与野生型对照小鼠相比，Nlrp3−/−小鼠中抗炎巨噬细胞（AIM）的比例更高，而促炎巨噬细胞（PIM）的比例更低。这表明NLRP3炎症体通过调控巨噬细胞的极化状态影响炎症的消退。IL-10和IL-13作为重要的抗炎因子，能够促进巨噬细胞向抗炎M2型极化，并加速炎症的消退。研究结果表明，NLRP3炎症体通过影响巨噬细胞中IL-10和IL-13的产生，进而调控组织再生。本研究还探讨了NLRP3炎症体激活的机制，发现P2X7R在巨噬细胞中的表达是激活NLRP3炎症体的关键因素。条件性敲除P2rx7的小鼠在附着点损伤后的NLRP3炎症体活性显著降低，附着点再生能力显著增强。这表明P2X7R/NLRP3炎症体轴是调控附着点再生的重要靶点。综上所述，本研究揭示了P2X7R/NLRP3炎症体轴通过炎症和代谢相互作用抑制附着点再生的机制，为开发治疗附着点损伤的再生医学疗法提供了新的靶点。这些发现不仅增进了我们对NLRP3炎症体在附着点再生中作用的理解，还强调了P2X7R/NLRP3炎症体轴及其衍生的炎症因子和代谢物作为治疗异质性界面损伤的潜在靶点的重要性。