生理性骨折愈合过程不会受到中性粒细胞衍生的IL-6或IL-6R信号通路的影响(在小鼠实验中得到验证)

《Shock》:PHYSIOLOGICAL FRACTURE HEALING IS UNAFFECTED BY NEUTROPHIL-DERIVED IL-6 OR IL-6R SIGNALING IN MICE

【字体: 时间:2025年10月31日 来源:Shock 2.9

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  本研究通过中性粒细胞特异性敲除IL-6或IL-6R的小鼠模型,评估其骨折愈合影响。结果显示,两种敲除均未改变生理骨代谢,IL-6R敲除导致骨髓、脾脏和淋巴结中中性粒细胞及巨噬细胞减少,而T细胞增多,但骨折后6小时炎症因子水平及21天骨再生参数均无显著差异。结论提示中性粒细胞IL-6信号通路在常规骨折愈合中非必需,但可能与创伤后过度炎症相关。

  骨折修复是一个复杂而精细调控的生物学过程,通常分为炎症、修复和重塑三个阶段。在这个过程中,免疫细胞扮演着至关重要的角色,其中中性粒细胞作为最早期骨折血肿中的主要细胞类型,不仅参与清除病原体和坏死组织,还通过释放细胞外陷阱(NETs)、蛋白酶和多种信号分子来调节炎症反应及后续的骨修复。尽管中性粒细胞在骨折修复中的作用逐渐受到重视,但其在这一过程中的具体机制仍然不够明确。因此,本研究旨在探讨中性粒细胞特异性IL-6信号在骨折修复中的作用。

研究首先通过基因工程技术,生成了具有中性粒细胞特异性IL-6或IL-6R缺失的小鼠模型。通过这些模型,研究人员评估了中性粒细胞在生理条件下对骨骼健康和骨折修复的影响。使用流式细胞术、细胞因子多重分析、生物力学测试、微计算机断层扫描(μCT)和组织形态学分析等方法,对骨折后的骨骼变化进行系统研究。

研究结果显示,在生理条件下,中性粒细胞特异性缺失IL-6或IL-6R并未对骨骼健康产生显著影响。然而,在中性粒细胞特异性缺失IL-6R的情况下,观察到了中性粒细胞和巨噬细胞数量的减少,以及T淋巴细胞数量的增加。这表明IL-6R在中性粒细胞中的表达可能在维持免疫细胞平衡方面发挥重要作用。

在骨折后的免疫反应方面,无论是中性粒细胞特异性缺失IL-6还是IL-6R,都没有显著影响系统性和局部的细胞因子水平。这说明中性粒细胞来源的IL-6信号在骨折初期的免疫反应中并非关键因素。此外,骨折21天后的生物力学特性以及骨骼结构和细胞参数均未发现显著差异,进一步支持了中性粒细胞的IL-6信号在正常骨折修复中并非必不可少。

这些发现挑战了传统观点,即中性粒细胞是骨折修复过程中IL-6的主要来源。研究还指出,虽然中性粒细胞在骨折后会迅速释放IL-6,但其在调节骨修复中的作用可能被其他细胞来源的IL-6所补偿。例如,巨噬细胞、B细胞和T细胞也能够分泌IL-6,这可能在中性粒细胞缺失时维持必要的信号传递。因此,中性粒细胞特异性IL-6信号可能在骨折修复中并非主导因素。

尽管如此,研究也提到在过度炎症的情况下,中性粒细胞的激活可能会对骨折修复产生负面影响。例如,在严重的创伤条件下,中性粒细胞数量增加并持续激活,可能导致炎症介质的过度释放,从而影响骨痂的形成和矿化。因此,中性粒细胞的活动需要保持在一个平衡的状态,以确保骨折修复的顺利进行。

研究的局限性在于,目前的模型并未完全删除中性粒细胞中的IL-6或IL-6R,部分细胞仍保留这些分子的表达。此外,研究未涉及中性粒细胞亚型(如N1和N2)对IL-6信号的潜在影响,这可能影响结论的全面性。未来的研究可以考虑使用更精确的基因编辑工具,以实现对特定中性粒细胞亚型的靶向研究,从而进一步揭示其在骨折修复中的具体作用。

总体而言,本研究为理解中性粒细胞在骨折修复中的作用提供了新的视角,表明其特异性IL-6信号在正常生理条件下并非关键因素。然而,在某些病理条件下,如过度炎症,中性粒细胞可能仍然具有重要影响。未来的研究应进一步探索这些机制,特别是在老年或创伤更为严重的模型中,以寻找潜在的治疗策略,帮助那些骨折修复困难的患者。
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