M-CSF/c-Fms通路在M2型巨噬细胞参与增生性瘢痕形成中的作用机制研究

Hypertrophic scars form as a result of aberrations of physiologic wound healing and commonly develop following burn injury, lacerations, and surgery. The immune response is a well-known Key factor for scar formation. However, the fundamental mechanism remains unknown. As a result, the current treatment strategy is still based the anti-inflammatory effects of the corticosteroids. Latest researches showed that M2 macrophages are important regulators of pathologic fibrosis and the M-CSF/c-fms signaling was the main regulatory pathways for chemotaxis, proliferation and polarization of the macrophages. The M-CSF/c-fms signaling is also involved in the cirrhosis, pulmonary fibrosis and other fibrotic diseases. Our previous study showed that the M2 macrophages, the M-CSF were significantly correlated with the Vancouver scoring. As a result, we prepare to study the involvement of the M-CSF/c-fms signaling with a scarring mouse model and macrophage-fibroblast co-culture system. The recombinant M-CSF and selective c-FMS inhibitor GW2580 will be used as activation and blockage, respectively. The fibrogenic role and immunomodulatory effects will be studied. Through our research, we aim to explore the role of M-CSF/c-fms signaling in scar formation in order to create a targeted immunomodulatory approach for the treatment of hypertrophic scars.

增生性瘢痕是继发于烧创伤及术后的常见病，是修复重建外科临床亟待解决的难题。炎症是瘢痕与纤维化的重要因素，但机制尚不明确。近期研究表明，M2型巨噬细胞通过细胞募集，分泌细胞因子与调控代谢等层面参与了病理纤维化的发展，说明该细胞是其潜在的治疗靶点。而巨噬细胞集落刺激因子M-CSF及其受体c-Fms介导了巨噬细胞趋化、增殖、M2型极化，该信号通路在脏器纤维化疾病中激活，提示其调控M2型巨噬细胞参与纤维化的关键作用。而项目组前期研究证实瘢痕内M2型巨噬细胞，M-CSF表达与瘢痕Vancouver评分呈正相关。因此，本项目提出“通过阻断M-CSF/c-Fms通路，抑制M2型巨噬细胞，治疗增生性瘢痕”假说。拟应用重组蛋白及药物抑制剂靶向干预M-CSF/c-Fms，研究对瘢痕增生与免疫调控作用；探讨巨噬细胞诱导成纤维细胞增殖、胶原新生与纤维化通路激活的作用，为靶向免疫调节治疗增生性瘢痕提供理论基础。

瘢痕的过度增生或挛缩，往往导致丑陋外观并可严重损害患者体表器官的生理功能。如何调控创伤后组织愈合过程，有效避免病理性愈合及瘢痕过度增殖，是烧创伤毁形治疗中的一个亟待解决的热点问题。免疫炎症反应是病理性愈合及瘢痕增生的重要因素，但其中的发生与调控机制，尚不明确。目前研究发现，在创伤愈合过程中，M2型巨噬细胞标志MRC1在皮肤创伤愈合中后期表达显著升高；而M-CSF/c-Fms通路是介导巨噬细胞趋化、增殖与M2型极化的重要调控途径，多项证据表明其可能是病理纤维过程中的关键通路。综上，项目组提出“通过靶向抑制MCSF/cFms信号通路，可有效阻断巨噬细胞向瘢痕组织内趋化、增殖与M2 型极化，从而避免瘢痕的病理性增殖过程”的科学假说。.项目组：①通过增加力学调控装置，改进小鼠瘢痕模型,实现了定量张力下的小鼠增生性瘢痕模型的建模工作，通过量化控制皮肤张力程度，保证了动物模型的可靠程度为进一步的研究奠定了实验基础；②利用权重基因共表达网络分析（WGCNA）对小鼠增生性瘢痕全基因组表达数据进行处理，获得与M2型巨噬细胞、Th2细胞因子以及纤维化高度相关的共表达基因模块和其中CLEC4A，CYBA等8个核心调控基因，为进一步探究炎症与瘢痕相关性建立基础；③ 体内实验证实 通过M-CSFR阻滞剂干预M-CSF/c-FMS通路可减少张力作用下的瘢痕形成，其机制可能与减少的M2型巨噬细胞相关；④进一步研究发现，巨噬细胞是瘢痕组织内TGFb1的重要来源之一，干预M-CSF/c-FMS通路抑制了TGFb下游信号通路的激活；⑤体外实验 建立巨噬细胞与成纤维细胞共培养体系，证实M-CSF/c-Fms通路参与IL-4介导的巨噬细胞促纤维化过程，其主要作用与调控巨噬细胞分泌TGFb1有关。.通过本项研究，明确阻断M-CSF/c-FMS通路，靶向抑制M2型巨噬细胞，治疗增生性瘢痕的可行性，部分揭示了炎症与瘢痕增生的关系，为增生性瘢痕治疗与机制研究提供了一个全新的角度。