Swiprosin-1在脓毒症巨噬细胞迁移中的作用及分子机制

Sepsis is the systemic inflammatory response syndrome caused by infection. When infection occurs, accumulation of macrophages in the site of injury is an important cause of excessive inflammatory cytokine production. Therefore, we assume that enhancing macrophage migration to reduce its accumulation in the injury site as a new treatment of sepsis. Our previous study found the expression of swiprosin-1 protein in macrophages. Swiprosin-1 over-expression promotes macrophage migration and reduces deaths caused by injection of LPS in mice, indicating that it may increase macrophage migration to intervene sepsis. The project intends to investigate the effect of swiprosin-1 in macrophage migration both in vivo and in vitro, and the effects of swiprosin-1 in mice sepsis mortality and tissue macrophages distribution to clarify its role in the regulation of septic macrophage migration. We will also observe the regulation of swiprosin-1 involved in actin polymerization and calcium signals (which control migration direction) to clarify its molecular mechanisms in macrophage migration. The project will reveal the regulation mechanism of swiprosin-1 on macrophage migration from function to molecular level gradually, which will provide new target for the remission or treatment of sepsis.

脓毒症是指由感染引起的全身炎症反应综合征。感染发生时，巨噬细胞在损伤部位的蓄积是导致过量炎症因子产生的重要原因之一。因此，我们设想增强巨噬细胞的迁移，减少其在损伤部位的停留，作为治疗脓毒症的一个新对策。我们前期研究发现swiprosin-1在巨噬细胞中表达。过表达swiprosin-1促进巨噬细胞迁移，并且减少LPS注射引起的小鼠死亡，表明其可能通过增加巨噬细胞迁移干预脓毒症的发生。本项目拟观察swiprosin-1对体、内外巨噬细胞迁移功能的影响，swiprosin-1对脓毒症小鼠死亡率及组织巨噬细胞分布的影响，明确其对脓毒症巨噬细胞迁移的调控作用；观察swiprosin-1参与肌动蛋白聚合及调控钙信号进而控制迁移方向的过程，明确其调控巨噬细胞迁移的分子机制。本项目的开展，将从功能到分子水平系统地揭示swiprosin-1调控脓毒症巨噬细胞迁移的机制，为临床缓解或治疗脓毒症提供新的靶标。

2016年以前，脓毒症被定义为由感染引起的全身炎症反应综合征（SIRS）。但是，临床上采取抗炎治疗策略并没能改善脓毒症患者的死亡率。其中一种可能是大多数脓毒症患者度过发病早期的炎症阶段，转为长期的免疫抑制状态，由二次感染而引起死亡。2016年，脓毒症3.0定义为由感染引起的多器官功能衰竭，并且删除了SIRS在脓毒症中的描述。在该项目设计之初，我们试图阐明swiprosin-1调控巨噬细胞迁移的过程，寻找缓解脓毒症局部组织炎症的治疗策略。所以，本项目最初意在体内外水平初步考察swiprosin-1对巨噬细胞迁移能力、脓毒症小鼠死亡率及组织巨噬细胞分布的影响，明确其对脓毒症巨噬细胞迁移的调控作用；考察swiprosin-1参与肌动蛋白（F-actin）聚合的过程及其调控通路的激活作用，明确其调控巨噬细胞迁移的分子机制。研究过程中，脓毒症新的定义公布，我们也及时进行了研究策略上的调整。本项目增加了考察swiprosin-1调控巨噬细胞免疫激活的研究，意在评价swiprosin-1是否参与脓毒症发生时巨噬细胞的免疫应答过程，为明确swiprosin-1作为脓毒症免疫治疗的潜在靶点提供证据。通过研究，我们发现：1. swiprosin-1参与脓毒症巨噬细胞迁移。2. swiprosin-1参与LPS刺激的F-actin聚合过程。3. swiprosin-1参与F-actin聚合相关蛋白（Arp2/3 complex）的激活过程。4. c-Src介导LPS刺激的swiprosin-1表达。5. swiprosin-1的缺失增加脓毒症小鼠的死亡率。6. swiprosin-1的缺失增加脓毒症小鼠的器官损伤。7. swiprosin-1的缺失影响炎性细胞的数量和炎症因子的表达。8. swiprosin-1参与LPS刺激的JAK-STAT通路的激活。主要结论：1. swiprosin-1是F-actin介导的细胞迁移过程中一个重要的调控分子，参与脓毒症诱导的巨噬细胞迁移过程，并且依赖于c-Src酪氨酸激酶的激活；2. swiprosin-1是JAK-STAT通路介导的炎症因子分泌的一个重要调控分子，参与脓毒症诱导的巨噬细胞免疫激活。该项研究，证实了swiprosin-1是脓毒症巨噬细胞免疫激活的一个重要调控分子，swiprosin-1同时参与了巨噬细胞的迁移和免疫激活过程。