MLKL:皮肤伤口愈合调控的关键 “密码”

【字体: 时间:2025年04月20日 来源:Scientific Reports 3.8

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  在皮肤伤口愈合研究中,为明确混合谱系激酶结构域样蛋白(MLKL)的作用,内蒙古农业大学研究人员以小鼠为模型展开研究。结果发现 MLKL 参与调控伤口愈合,且在巨噬细胞与成肌纤维细胞相互作用中有关键作用,PGE2是重要介质,这为伤口愈合治疗提供新靶点。

  皮肤作为人体最大的器官,时刻保护着内部组织免受外界伤害。然而,当遭遇各种创伤时,皮肤伤口愈合就成为了一个关键问题。伤口愈合是一个复杂的过程,涉及止血、炎症、细胞增殖和组织重塑等多个阶段,受到多种细胞和分子的精细调控。在这个过程中,细胞死亡与炎症反应紧密相连,其中坏死性凋亡(necroptosis)作为一种特殊的细胞死亡方式,与炎症密切相关,而 MLKL 正是坏死性凋亡的关键效应蛋白。但长期以来,MLKL 在皮肤伤口愈合过程中的具体作用一直未得到充分研究,这就像在黑暗中摸索,研究人员急需找到那盏照亮前行道路的灯。
为了揭开 MLKL 在皮肤伤口愈合中的神秘面纱,内蒙古农业大学的研究人员勇挑重担,开展了一系列深入研究。他们利用野生型 C57BL/6J(MLKL+/+)和 MLKL 基因敲除(MLKL-/-)小鼠,通过在小鼠背部制造圆形切除伤口,模拟真实的皮肤创伤场景,构建了皮肤伤口模型。之后,运用转录组分析、免疫荧光染色、蛋白质免疫印迹(Western blot)等多种技术,全面深入地探究 MLKL 在伤口愈合过程中的作用机制。最终,他们发现 MLKL 在皮肤伤口愈合过程中持续高表达,并且对伤口愈合进程有着至关重要的影响,这一成果为理解皮肤伤口愈合机制打开了新的大门,也为相关疾病的治疗提供了潜在的新靶点,意义非凡。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。在动物实验方面,建立小鼠皮肤伤口模型,通过对比 MLKL+/+和 MLKL-/-小鼠伤口愈合情况,观察伤口愈合进程。在分子生物学技术上,采用转录组分析筛选相关基因;利用免疫荧光染色和 Western blot 检测蛋白表达;借助酶联免疫吸附测定(ELISA)分析炎症因子和其他蛋白的含量,从多个层面解析 MLKL 的作用。

MLKL 表达及其对小鼠皮肤伤口愈合的影响


研究人员首先对 MLKL+/+小鼠伤口部位进行转录组测序,惊喜地发现 MLKL 在伤口愈合的 1 - 14 天持续高表达,这一发现暗示着 MLKL 可能在皮肤伤口愈合中扮演着重要角色。随后,通过对比 MLKL+/+和 MLKL-/-小鼠的伤口愈合过程,研究人员发现 MLKL-/-小鼠的伤口愈合明显延迟。从组织学特征来看,在伤口愈合的不同时间点,MLKL-/-小鼠的伤口在肉芽组织生长、表皮再生和胶原蛋白沉积等方面均表现不佳。例如,在第 5 天,MLKL+/+小鼠伤口的肉芽组织填充更多,表皮再生覆盖面积更大;第 10 天,MLKL+/+小鼠伤口的胶原蛋白纤维数量显著多于 MLKL-/-小鼠。这些结果清晰地表明,MLKL 参与了小鼠皮肤伤口愈合过程,就像一把钥匙,开启了伤口愈合的大门。

MLKL 缺乏损害伤口组织的炎症反应和细胞凋亡


炎症反应和细胞凋亡在伤口愈合中起着关键作用。研究人员检测了 MLKL+/+和 MLKL-/-小鼠伤口组织中的炎症介质和细胞凋亡相关因子。结果显示,MLKL-/-小鼠伤口部位的半胱天冬酶 - 3(Caspase - 3)和 p53 表达水平较低,而 B 细胞淋巴瘤 - 2(Bcl - 2)表达较高,这表明细胞凋亡受到抑制。同时,MLKL-/-小鼠伤口组织中白细胞介素 - 6(IL - 6)、肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)和前列腺素 E2(PGE2)等炎症介质的分泌减少,血清中 IL - 6 和 TNF - α 水平降低,但 PGE2水平升高。这些结果表明,MLKL 参与了伤口愈合过程中炎症反应和细胞凋亡的调节,是维持伤口微环境平衡的重要因素。

MLKL 缺乏损害伤口部位组织生长因子的表达


组织生长因子对于伤口愈合至关重要。研究人员对 MLKL+/+和 MLKL-/-小鼠伤口组织中表皮生长因子(EGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、雌激素受体 α(ERα)和基质金属蛋白酶 - 9(MMP - 9)等生长因子的表达进行检测。结果发现,在伤口愈合的第 5、7 和 10 天,MLKL-/-小鼠伤口部位这些生长因子的表达水平均低于 MLKL+/+小鼠。这表明 MLKL 参与调节皮肤伤口部位生长因子的合成,影响着伤口的修复和再生。

MLKL 在 M1/M2 巨噬细胞中调节成肌纤维细胞的活性


巨噬细胞在伤口愈合中发挥着重要作用,分为 M1 和 M2 两种亚型。研究人员分别将 MLKL+/+和 MLKL-/-的 M1、M2 巨噬细胞条件培养基(CM)与 MLKL+/+成肌纤维细胞共培养。结果显示,MLKL+/+的 M1、M2 巨噬细胞 CM 能显著增加成肌纤维细胞中 ERα、VEGF 和 MMP - 9 的蛋白表达水平,而 MLKL-/-的相应 CM 则抑制了这种诱导作用。这表明 MLKL 在巨噬细胞中调节成肌纤维细胞生长因子的表达,促进伤口愈合,是巨噬细胞与成肌纤维细胞之间信号传递的重要纽带。

MLKL 在成纤维细胞中调节 M1/M2 巨噬细胞的活性


研究人员还探究了 MLKL 在成纤维细胞中对 M1/M2 巨噬细胞活性的影响。将 M1 和 M2 巨噬细胞分别与 MLKL+/+和 MLKL-/-成纤维细胞条件培养基(MFbCM)共培养,结果发现,MLKL+/+MFbCM 能诱导 M1 巨噬细胞合成 IL - 6、一氧化氮(NO)和 TNF - α,诱导 M2 巨噬细胞合成 IL - 10、精氨酸酶和 Ym1,而 MLKL-/-MFbCM 则抑制了这些诱导作用。这表明 MLKL 在成纤维细胞中调节巨噬细胞的活性,进一步证明了 MLKL 在巨噬细胞与成纤维细胞相互作用中的关键作用。

PGE2是巨噬细胞与成肌纤维细胞相互作用的介质之一


研究发现,MLKL 在巨噬细胞与成肌纤维细胞的相互作用中发挥作用,而 PGE2可能是其中的关键介质。MLKL-/-的 M1/M2 巨噬细胞和成肌纤维细胞中环氧合酶 - 2(COX - 2,PGE2合成的上游酶)表达较低,PGE2分泌减少。补充外源性 PGE2后,MLKL-/-的 M1/M2 巨噬细胞 CM 能增强成肌纤维细胞中 VEGF 和 MMP - 9 的蛋白表达,而 MLKL-/-MFbCM 对巨噬细胞的影响则有所不同,如对 M1 巨噬细胞中 IL - 6 合成无影响,抑制 NO 分泌但增强 TNF - α 分泌,对 M2 巨噬细胞中 IL - 10 和 Ym1 表达有抑制作用,增强精氨酸酶表达。这表明 PGE2在 MLKL 介导的巨噬细胞与成肌纤维细胞相互作用中起重要作用,是调节伤口愈合微环境的关键分子。

研究结论表明,MLKL 在皮肤伤口愈合过程中具有关键作用,它不仅参与调节炎症反应、细胞凋亡和组织生长因子的表达,还在巨噬细胞与成肌纤维细胞的双向相互作用中发挥重要作用,PGE2是 MLKL 介导这种相互作用的关键介质。这些发现为深入理解皮肤伤口愈合机制提供了新的视角,为开发基于 MLKL 的伤口愈合治疗策略提供了理论依据,为未来治疗皮肤伤口相关疾病带来了新的希望。然而,目前研究仍存在一定局限性,如小鼠模型与人类皮肤存在差异,MLKL 调节伤口炎症反应的具体机制尚不清楚等。未来需要进一步研究,以推动皮肤伤口愈合领域的发展,更好地造福人类健康。

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