巨噬细胞来源IL-1β通过代谢重编程调控成纤维祖细胞命运促进口腔黏膜伤口愈合的机制研究

本研究针对口腔黏膜与皮肤愈合差异的机制难题，通过单细胞转录组学和小鼠模型揭示了IL-1β/NFκB信号轴驱动的代谢重编程新机制。研究人员发现口腔黏膜中IL1RL1+成纤维祖细胞在巨噬细胞源性IL-1β作用下，通过蛋白酶体依赖性途径激活氧化磷酸化代谢，从而加速分化成熟。该发现为促进皮肤等需广泛结缔组织重塑的伤口修复提供了新靶点。

　　

口腔黏膜以其独特的再生能力长期被视为区别于皮肤的研究模型。自1966年首次报道以来，科学家们发现口腔伤口愈合更快、瘢痕更少，但其分子机制始终未明。皮肤伤口因复杂的多层结构和丰富的附属器官常伴随纤维化，而口腔黏膜凭借高度血管化的细胞外基质(ECM)和抗炎微环境实现高效再生。这种差异提示存在组织特异性的修复程序，但驱动这种差异的关键细胞群体和信号通路仍是未解之谜。

《Communications Biology》最新研究通过整合单细胞RNA测序(scRNA-seq)和小鼠模型，首次揭示了巨噬细胞-成纤维祖细胞互作的代谢调控轴。研究采用1.5mm直径的标准化伤口模型，对比小鼠口腔颊黏膜与面部皮肤愈合过程，通过流式细胞术、RNA速率分析和细胞轨迹追踪等技术，结合蛋白酶体抑制剂MG132和地塞米松(DEX)干预实验，系统解析了组织特异性修复机制。

分子图谱揭示愈合差异

48小时组织学分析显示口腔黏膜已近完全上皮化，而皮肤仍处于修复早期。单细胞转录组测序获得35,447个细胞，鉴定出6大细胞类型。值得注意的是，口腔黏膜成纤维细胞数量在48小时内恢复至正常水平，而皮肤成纤维细胞持续减少，提示二者存在不同的再生策略。

成纤维祖细胞的鉴定与功能

Cluster 22(C22)被确定为IL1RL1⁺成纤维祖细胞群体，其干细胞特性通过CytoTRACE分析和CD44/VCAM1高表达得到验证。RNA速率分析显示C22位于分化起点，可定向分化为血管相关(Cluster 8)和前脂肪细胞(Cluster 24)等亚群。基因集富集分析(GSEA)发现口腔C22显著富集氧化磷酸化通路(NDUFA4⁺)，而皮肤C22偏好糖酵解通路(PGK1⁺)，这种代谢差异与分化潜能密切相关。

免疫微环境的调控作用

CD45⁺免疫细胞在皮肤中增加更显著，其中Cluster 2巨噬细胞通过IL-1β信号与C22强力互作。CellChat分析显示口腔黏膜中IL-1β/IL1R1信号流强度显著高于皮肤，且伴随IL1RAP(受体辅助蛋白)的特异性上调。尽管IL-1β表达量无差异，但蛋白酶体相关基因(PSMB5/UBA52)在口腔的选择性激活，导致NFκB/p65磷酸化水平显著升高。

蛋白酶体依赖的代谢转换

体外实验证实IL-1β仅能激活口腔成纤维细胞的NFκB通路，Seahorse分析显示其氧化磷酸化(OCR)能力提升300%，而皮肤细胞维持糖酵解(ECAR)优势。动物实验中MG132处理可阻断p65磷酸化，使口腔愈合速度降至皮肤水平，证实蛋白酶体是组织特异性响应的关键开关。

跨物种保守性验证

通过人类口腔黏膜scRNA-seq数据(GSE164241)比对，发现与小鼠C22功能相似的Cluster 9成纤维细胞亚群，其同样位于分化轨迹起点并富集发育相关基因，提示该机制在人类中可能保守。

该研究首次阐明巨噬细胞通过IL-1β/NFκB/蛋白酶体轴调控成纤维祖细胞代谢转换的时空特异性机制，为理解组织再生差异提供了单细胞水平的解析。发现口腔黏膜特有的"IL-1β-蛋白酶体-氧化磷酸化"三联调控模块，不仅解释了其快速再生优势，更为开发靶向代谢重编程的促愈策略提供了理论依据。特别是针对糖尿病溃疡等慢性伤口，通过局部调控蛋白酶体活性或IL-1RAP表达，有望将口腔愈合模式"复制"到皮肤，这对再生医学具有重要转化价值。