Cell Death and Disease：临床样本与动物实验双重验证，人类胞葬巨噬细胞通过上调线粒体基因与 HUMANIN 促炎症消退
2025-08-29 熊佳仪 MedSci原创 发表于上海
人类胞葬巨噬细胞通过上调线粒体代谢基因和分泌HUMANIN，参与炎症反应的主动消退过程。
炎症的消退是机体维持内环境稳定的关键过程，其中巨噬细胞对凋亡中性粒细胞的清除是推动这一过程的核心环节。胞葬作用不仅清除凋亡细胞，还促使巨噬细胞向促消退表型转变，并分泌具有抗炎和促修复功能的介质。虽然小鼠模型中的胞葬机制已有较多研究，但人类胞葬巨噬细胞的特性及其分子机制尚不明确。近年来，代谢重编程尤其是线粒体功能的重塑被证实与巨噬细胞表型转换密切相关，而线粒体来源的肽类分子（MDPs）作为线粒体与细胞间通讯的重要媒介，逐渐成为研究热点。神经肽HUMANIN（HN）作为一种典型的MDP，以往研究多聚焦于其神经保护及抗氧化功能，但其在免疫调节特别是炎症消退中的作用尚未深入探索。
本研究采用体外培养的人单核细胞源性巨噬细胞（MDM），包括M0、M1和M2a三种表型，与CFSE标记的凋亡中性粒细胞共培养24小时，建立人类胞葬模型。通过流式细胞术分选CFSE阳性的胞葬巨噬细胞，进行RNA测序（RNA-seq）分析，以避免被吞噬的中性粒细胞RNA污染。测序数据经过STAR比对、DESeq2差异表达分析和GSEA通路富集分析，筛选差异表达基因（DEGs）并识别关键调控通路。同时，通过RT-qPCR、Western blot和免疫荧光等技术验证基因和蛋白表达。线粒体功能方面，使用MitoTracker Green和TMRM染料通过流式细胞术检测线粒体质量和膜电位，利用Seahorse能量分析仪测量氧消耗率（OCR）以评估氧化磷酸化（OXPHOS）和脂肪酸氧化（FAO）活性。
体内实验采用小鼠酶母聚糖A（zymosan-A）诱导的急性腹膜炎模型，腹腔注射重组HN或其对照，在不同时间点收集腹腔灌洗液，通过流式细胞术计数白细胞亚群、ELISA检测细胞因子水平，并体外分析巨噬细胞的胞葬能力和表型相关基因表达。此外，收集牙周炎患者的龈沟液（GCF）样本，使用ELLA微流控技术和ELISA测定HN及炎症因子水平。
图1 胞葬作用在不同人巨噬细胞亚群中诱导与线粒体代谢相关的转录组程序
RNA-seq分析显示，三种类型的胞葬巨噬细胞（M0、M1、M2a）在吞噬凋亡中性粒细胞后均出现大量差异表达基因，其中M0型巨噬细胞变化最为显著，共有18个基因在三种细胞中共同上调。GSEA分析表明，OXPHOS相关通路在各类胞葬巨噬细胞中均被激活，而胆固醇生物合成通路则被抑制。特别值得注意的是，与线粒体代谢和脂肪酸氧化调控相关的基因如PLINS、MTLN以及编码HUMANIN的线粒体基因MT-RNR2（及其核异构体MTRNR2L12和MTRNR2L6）均显著上调。
图2 胞葬作用降低人促炎M1样巨噬细胞的线粒体含量和膜电位，同时改变其呼吸活性
RT-qPCR和Western blot结果进一步验证了PLINS和MTLN在mRNA和蛋白水平的表达增加。功能实验表明，胞葬后的M1型巨噬细胞线粒体质量和膜电位降低，但基础OCR升高，提示线粒体代谢效率增强。在棕榈酸刺激下，胞葬巨噬细胞表现出更强的FAO能力和脂质蓄积，说明胞葬作用重构了巨噬细胞的脂代谢途径。
图3 人类中HUMANIN的产生受胞葬作用调控
研究人员重点关注了HUMANIN的表达与功能。MT-RNR2 mRNA和HN蛋白在胞葬巨噬细胞中均显著上调，尤其在M1型细胞中表达最高。体外功能实验显示，HN处理并不影响中性粒细胞的存活，但能显著抑制LPS刺激后中性粒细胞TNFα的分泌，说明其具有直接抗炎作用。
图4 HUMANIN调节人中性粒细胞的炎症活性但不影响其存活，其水平与牙周炎患者的炎症状态相关
图5 Humanin在小鼠腹膜炎模型中减少白细胞招募和活化
此外，HN处理组小鼠腹腔巨噬细胞在体外复刺激后分泌TNFα的能力下降，且CD11b低表达、胞葬能力低的“饱食态”巨噬细胞比例增加，同时Alox15、Retnla、Mertk、Axl和Pparg等促消退基因表达上调，表明HN促进了巨噬细胞向促消退表型转化。
图6 HUMANIN给药增加促消退的CD11b低表达巨噬细胞
这些结果综合表明，人类胞葬巨噬细胞通过上调线粒体代谢基因和分泌HUMANIN，参与炎症反应的主动消退过程。HN不仅能够直接抑制中性粒细胞的炎症反应，还在小鼠模型中表现出减少炎症细胞浸润、降低细胞因子水平以及促进巨噬细胞表型转换的多重作用。临床样本中HN与炎症进程的相关性进一步支持其在人类炎症疾病中的潜在功能。该研究首次揭示了HN作为胞葬作用下游的线粒体信号肽，在协调炎症消退中的关键作用，为治疗慢性炎症性疾病提供了新的分子靶点和治疗策略。
原始出处：
Maraux, M., Vetter, M., Dal Zuffo, L. et al. HUMANIN produced by human efferocytic macrophages promotes the resolution of inflammation. Cell Death Dis 16, 656 (2025). https://doi.org/10.1038/s41419-025-07909-1
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症的消退是机体维持内环境稳定的关键过程，其中巨噬细胞对凋亡中性粒细胞的清除是推动这一过程的核心环节。胞葬作用不仅清除凋亡细胞，还促使巨噬细胞向促消退表型转变，并分泌具有抗炎和促修复功能的介质。
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