PKM2缺失通过巨噬细胞极化促进溃疡性结肠炎黏膜修复

• Published in: 中国病理生理杂志 Vol. 40; no. 7; pp. 1163 - 1172
• Main Authors: 张迪, 王丽娟, 李冲, 陈昊贤, 袁辉, 洪健, 李金莹
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 暨南大学基础医学院病理生理学系,广东 广州 510632%惠州市中心人民医院消化内科,广东 惠州 516001%暨南大学基础医学院病理生理学系,广东 广州 510632 2024; 暨南大学附属第一医院消化内镜中心,广东 广州 510632
• Subjects: macrophages; 溃疡性结肠炎; M2型丙酮酸激酶; pyruvate kinase M2; 巨噬细胞; mucosal repair; ulcerative colitis; 黏膜修复
• ISSN: 1000-4718
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-4718.2024.07.002

R574.62%R363%R857.3; 目的:探索巨噬细胞M2型丙酮酸激酶(PKM2)缺失对溃疡性结肠炎(UC)黏膜修复的影响及其调控机制.方法:通过多组学数据库(PXD001608、GSE193677和GSE214695)分析UC患者黏膜组织代谢变化及糖酵解限速酶的表达、细胞定位和临床意义.使用巨噬细胞PKM2敲除转基因(PKM2ΔMAC)小鼠构建葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠急性UC模型,分析巨噬细胞PKM2敲除对小鼠体重变化及疾病活动度指数(DAI)评分的影响,采用HE染色检测结肠组织病理损伤情况及隐窝增生情况,RT-qPCR检测黏膜屏障主要标志物的mRNA表达水平.体外诱导小鼠骨髓源巨噬细胞极化,流式细胞术检测PKM2敲除对巨噬细胞M1/M2极化相关标志物表达水平的影响,RNA转录组测序分析基因表达谱的变化,并采用RT-qPCR进一步验证.结果:多组学数据库提示UC患者肠道组织中糖酵解增强,其中糖酵解限速酶PKM表达增高,并与疾病严重程度呈正相关.且PKM家族中的PKM2(而非PKM1)在肠炎小鼠巨噬细胞中表达增加.与对照小鼠相比,PKM2ΔMAC小鼠体重下降、腹泻、便血及结直肠长度缩短等情况显著缓解,DAI评分降低;此外,黏膜破坏及组织损伤程度减轻,伴随结肠隐窝数量及黏膜屏障主要标志物Ocln、F11r和Tjp-1的mRNA表达水平显著升高.流式细胞术显示,与对照小鼠骨髓源巨噬细胞相比,LPS刺激降低了PKM2ΔMAC小鼠中促炎型F4/80+CD45+CD86+巨噬细胞水平,而IL-4刺激则增加了促修复型F4/80+CD45+CD206+巨噬细胞水平.RNA转录组测序结果提示,PKM2ΔMAC小鼠巨噬细胞发生显著的基因差异性表达,且在白细胞迁移、组织重塑及细胞因子互作等生物过程中富集.PKM2ΔMAC小鼠巨噬细胞促修复因子Il18、Cxcl1、Ptgs2、Wnt6等表达上调,并进一步在PKM2稳定敲除的THP-1细胞株中得以验证.结论:糖酵解限速酶PKM2缺失通过调控巨噬细胞向修复表型转变促进UC黏膜修复.