SIRT1调节巨噬细胞极化参与增生性瘢痕发生发展的作用机制研究

Macrophage can regulate the function of fibroblasts and the degeneration of extracellular matrix during wound repair, which plays an important part in hypertrophic scar and other fibrotic disease. However, the regulation pattern and the specific molecule mechanism are still unknown. We have reported that the activation of SIRT1 could significantly inhibit the formation of hypertrophic scar. Further experiments have showed that the polarization of macrophage during scar formation could be greatly affected by SIRT1. Accordingly, to clarify the relationship between SIRT1 intervened macrophage and hypertrophic scar, sirt1-/- macrophage mouse will be helpful to exploring the regulation effects of SIRT1 on macrophage, the trandifferentiation of fibroblasts as well as the degeneration of extracellular matrix. Furthermore, the relationship between downstream molecules of SIRT1 and the known molecule, which could affect the polarization of macrophage,will be studied in this task. This task aims to illustrate the regulation effects of SIRT1 intervened macrophage on hypertrophic scar and will accelerate the exploration of anti-scar medicine and drug target.

创伤修复中，巨噬细胞可同时调节成纤维细胞的功能与基质胶原降解，在增生性瘢痕及纤维化疾病的形成发展中具有重要的调节作用。但其受何种方式调控参与增生性瘢痕发生发展，分子机制如何，目前尚不清楚。我们最近研究发现，通过活化SIRT1可显著抑制增生性瘢痕的形成，进一步检测到SIRT1信号在增生性瘢痕形成中可决定巨噬细胞激活的极化模式。据此，本课题拟在前期基础上，利用sirt1巨噬细胞条件性剔除小鼠，结合体内外实验探索SIRT1调节巨噬细胞功能、影响成纤维细胞转化、胶原等细胞外基质代谢的生物作用，明确其与增生性瘢痕形成的关系；并鉴定其作用的下游分子，深入探讨其与已知巨噬细胞极化分子的作用关系，揭示其分子机制。通过本课题的研究可阐明SIRT1信号对巨噬细胞极化的调控作用、及其在创伤修复增生性瘢痕形成中的作用与机制，为临床治疗增生性瘢痕及药物开发提供新思路和可能的靶点，具有重要意义和潜在应用价值。

增生性瘢痕是皮肤烧（创）伤和手术后最常见的并发症之一。探寻有效的治疗方式，从根本上减轻或抑制瘢痕形成，至今仍是国内外烧（创）伤修复重建外科领域研究的焦点。巨噬细胞是创面愈合和瘢痕形成中的关键调控细胞，课题组从探讨干预巨噬细胞的调节功能入手，以SIRT1 调控巨噬细胞极化、影响成纤维细胞功能、拮抗增生性瘢痕的生物学作用为关键点，通过构建体内外模型，并结合生物学技术进行系统研究。研究发现：（1）与正常皮肤相比，增生性瘢痕组织标本中，CD68阳性的巨噬细胞浸润增加，巨噬细胞SIRT1的表达水平增加；（2）在动物创面模型中，彻底剔除巨噬细胞，创面难以愈合；而巨噬细胞特异性SIRT1敲除后，创面愈合区域炎性反应增强，愈合区域胶原沉积、纤维增生明显；（3）巨噬细胞炎症反应模型中，随着巨噬细胞M1型极化、炎性相关分子的表达增多，SIRT1表达显著下调，巨噬细胞Notch等信号通路显著活化。上调SIRT1水平或活化SIRT1可显著抑制Notch、NF-kB信号通路，抑制巨噬细胞M1型极化和炎性因子的表达；（4）明确了SIRT1调控NF-kB/p65去乙酰化，进而抑制NF-kB/p65入核，直接调控NF-kB信号通路的活化，从而负性调控炎症反应的作用模式；（5）明确了SIRT1介导巨噬细胞内Notch信号通路的调控机制：SIRT1可通过促进NICD的去乙酰化抑制Notch信号通路；（6）通过基因敲除动模型证实，阻断巨噬细胞中的Notch信号通路可以通过抑制炎症反应和胶原沉积，有效地抑制瘢痕形成；（7）最后，通过乙酰化蛋白质组学定量研究，对SIRT1参与调控巨噬细胞极化分子的乙酰化位点进行了鉴定分析。综上，本项目揭示了SIRT1通过调控Notch、NF-kB关键信号通路的去乙酰化，影响了巨噬细胞极化，并进一步通过下游分子抑制瘢痕形成的作用机制；明确了SIRT1在创伤修复过程中，调节巨噬细胞极化相关分子的去乙酰化的关键位点。这些结果的深入发掘和解析有利于为临床治疗提供新的候选靶标，并最终实现临床转化。