《Nature | 促组织修复的焦亡》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-06-29
  • 2024年6月26日,VIB-UGent炎症研究中心Kodi S. Ravichandran、Parul Mehrotra共同通讯在Nature发表题为Oxylipins and metabolites from pyroptotic cells act as promoters of tissue repair的文章,揭示了细胞焦亡在组织修复方面的有益作用。

    焦亡通常与炎症细胞因子如IL-1β的释放有关——IL-1β会加剧组织损伤。然而,这项研究表明,Pyropotic细胞也可以释放氧脂质(oxylipin)和代谢产物,积极促进组织修复。研究人员在巨噬细胞中诱导焦亡而不释放IL-1β或IL-1α,从而进入“Pyro-1”状态。他们发现Pyro-1上清液上调了与靶细胞迁移、细胞增殖和伤口愈合相关的基因特征。

    这项研究的发现挑战了传统的认为焦亡只具有破坏性的观点。相反,它表明焦亡可能是一把双刃剑,同时会导致组织炎症和组织修复。研究人员确定前列腺素E2(PGE2)是焦亡过程中从头产生的一种关键氧基化蛋白,是caspase-1激活和环氧合酶-2活性的下游。PGE2的释放依赖于焦亡造成的gasdermin D打孔。这一发现表明PGE2在焦亡的促伤口愈合作用中起着至关重要的作用。此外,研究表明,焦亡代谢产物促进免疫细胞渗透到伤口中,并促进CD301+巨噬细胞的极化,众所周知,CD301+参与组织修复。这表明焦亡分泌物包含复杂的因素组合,协调了对组织损伤的反应。

    这项研究的意义重大。它为利用焦亡分泌组的组织修复促进特性的治疗干预开辟了新的可能性。例如,在各种临床环境中,包括慢性伤口和手术切口中,局部应用焦亡上清可能会加速伤口愈合。这项研究还强调了理解焦亡的时间和空间动力学的重要性。PGE2和其他氧脂质的释放似乎是焦亡晚期发生的一个受调节的过程,这表明细胞死亡的时间对于显现有益效果至关重要。这些知识可以指导制定调节焦亡的治疗策略。

    总之,这项开创性研究揭示了焦亡的一个新方面,可能会彻底改变我们对细胞死亡及其在组织修复中的作用的理解。这为未来的研究奠定了基础,可以开发焦亡分泌组的组织修复促进特性用于临床应用。随着我们对焦亡的复杂性的深入研究,我们可能会发现更多的复杂性,这些复杂性可能会导致对以组织损伤和炎症为特征的各种疾病的创新治疗。

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    • 编译者:李康音
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    • 2024年7月17日,苏黎世大学Ataman Sendoel、苏黎世联邦理工学院Andreas E. Moor共同通讯在Nature发表题为In vivo single-cell CRISPR uncovers distinct TNF programmes in tumour evolution的文章,开发了一种创新的体内单细胞CRISPR策略,以揭示肿瘤进化的复杂动力学。通过结合超声引导的慢病毒子宫内显微注射、单细胞RNA测序和引导捕获,该团队能够纵向监测克隆扩增,并以单细胞转录组分辨率记录其潜在的基因程序。 通过调整CRISPR液滴测序(CROP-seq)系统并利用超声引导的子宫内显微注射,该团队能够用一个含有500个靶向150个最常见突变的鳞状细胞癌基因的sgRNA的慢病毒库感染小鼠胚胎,从而追踪单个细胞随时间的克隆扩增和基因表达谱。该研究的结果挑战了肿瘤进化的传统观念,揭示正常表型组织中的克隆扩增是由肿瘤坏死因子(TNF)信号模块驱动的,依赖于TNF受体1(TNFR1)并涉及巨噬细胞。该模块作为上皮组织克隆扩增的通用驱动因素,为恶性转化奠定了基础。然而,在肿瘤发生过程中,TNF信号模块被下调,癌细胞转变为与上皮-间质转化(EMT)相关的自分泌TNF基因程序。 研究人员表明,自分泌TNF基因程序足以介导侵袭性,他们表明TNF特征与鳞状细胞癌患者较短的总生存期相关。这一发现不仅阐明了上皮细胞克隆扩增与肿瘤发生之间的基本关系,而且强调了理解TNF在癌症进展中的作用的重要性。这项结果具有启示性。该团队确定了一个侵袭性癌症细胞亚群,能转换为与克隆扩增中的TNF模块不同的自分泌TNF基因程序。这种自分泌程序与EMT协同作用促进肿瘤前沿癌症细胞的侵袭。此外,该研究为免疫细胞在肿瘤进展中的作用提供了见解。研究人员发现,已知表达TNF的巨噬细胞有助于上皮细胞的克隆扩增。这一发现强调了免疫系统与肿瘤发展之间的复杂相互作用,并表明靶向TNF信号通路可能是癌症治疗的可行策略。 总之,此研究代表了我们对肿瘤演变和TNF在癌症进展中的作用的理解的重大进展。研究人员开发的体内单细胞CRISPR筛选平台为未来旨在阐明癌症发展的分子机制的研究提供了强大的工具。在肿瘤进化过程中发现的不同的TNF程序,为开发癌症预防和治疗的新策略奠定了基础。
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-01
    • 2024年3月27日,莫纳什大学Mikael M. Martino通讯在Nature发表题为CGRP sensory neurons promote tissue healing via neutrophils and macrophages的文章,发现痛觉神经元,特别是那些表达神经肽降钙素基因相关肽(CGRP)的神经元,在愈合过程中起协调免疫反应的关键作用。 首先,作者发现在缺乏感觉神经元,尤其是缺乏表达钠通道NaV1.8的感觉神经元的情况下,皮肤伤口闭合和肌肉再生显著受损。这种损伤的特征是上皮迁移减少,增殖性角质形成细胞减少,六天后伤口仍基本开放。研究还表明,痛觉感受器末端会生长到受伤的皮肤和肌肉组织中,并在愈合过程中通过CGRP向免疫细胞发出信号。研究人员发现,CGRP通过中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞上的RAMP1发挥作用,抑制募集,加速死亡,增强胞葬,并使巨噬细胞极化为促修复表型。这种神经免疫相互作用是由血小板反应蛋白-1(TSP-1)的释放介导的,TSP-1随后发挥自分泌和旁分泌作用。 此外,该研究表明,设计用于增强递送部位滞留和保护的工程化CGRP(eCGRP)在没有痛觉神经的小鼠和患有外周神经病变的糖尿病小鼠中有效加速伤口愈合并促进肌肉再生。这表明,利用神经-免疫相互作用有可能治疗神经免疫相互作用失调损害组织愈合的症状。这些发现对推进我们对急性损伤后组织愈合过程的理解具有深远的意义。它们对推进再生医学也有重要意义,特别是对周围神经病变患者,包括与糖尿病等疾病相关的患者。通过利用这一神经免疫再生轴的潜力,可以探索有效治疗的新途径,无论是作为独立治疗还是与现有治疗方法相结合。 总之,这项研究强调了将神经系统视为组织愈合过程中协调免疫反应的关键组成部分的重要性,还强调了靶向神经免疫相互作用的潜力。通过CGRP等神经肽调节免疫反应,我们可能能够解决慢性伤口和其他不愈合的组织,从而为相关患者带来希望。