Adv Sci丨耿晶团队揭示离子通道Calhm6通过Chp1-Camk4-Creb1轴及胞外囊泡递送调控巨噬细胞极化新机制

巨噬细胞作为先天免疫的核心组成部分，其可塑性，即在不同微环境信号刺激下极化为促炎的 M1 样或抗炎的 M2 样表型的能力，对于维持免疫平衡至关重要。这种极化状态的失衡是感染、自身免疫病、癌症等多种疾病发生发展的核心环节。离子通道通过调控离子跨膜流动和细胞信号转导，在免疫细胞功能中扮演关键角色。然而，离子通道是否以及如何精密调控巨噬细胞的极化命运，仍是领域内亟待深入探索的前沿问题。

CALHM6 是钙稳态调节模体家族成员，作为一种大孔道离子通道，其在免疫系统中的表达谱暗示了其潜在的免疫调节功能。既往研究发现 CALHM6 在溃疡性结肠炎患者肠道黏膜及特定感染模型中表达动态变化，并可激活 NK 细胞，但其在巨噬细胞极化及炎症反应中的具体功能和机制一直未被阐明。

近日，西安交通大学第二附属医院耿晶教授团队在Advanced Science杂志上发表了题为 Calhm6 governs macrophage polarization through Chp1-Camk4-Creb1 axis and ectosomal delivery in inflammatory responses 的研究论文。该研究深入揭示了离子通道Calhm6作为巨噬细胞极化的关键调控分子，通过组建膜信号复合物和胞外囊泡（ Ectosome ）递送两种机制，在控制炎症反应与组织修复中发挥双向调节作用。

脓毒症中的胞外钙调素 6 脓毒症患者的高死亡率强调了控制急性炎症的迫切需要。这项研究确定了离子通道 Calhm6 是由 M1 样巨噬细胞产生的，并通过胞外体传递。然后，它使周围的巨噬细胞向 M2 样极化同步，并通过维持巨噬细胞的可塑性平衡来抑制急性炎症和促进组织修复。 该卡通漫画 展示了人类 (M1 样巨噬细胞 ) 通过核外颗粒 (Ectosomes) ( 背包 ) 释放英雄 (Calhm6) ， 联合 其他助手 ( M 2 -like macrophages ) 合作对抗怪物 ( 急性炎症 ) 。

研究团队首先发现，在 LPS 诱导的全身性炎症模型中，血清来源的 Ectosomes 展现出显著的抗炎保护作用。通过质谱分析，他们鉴定出离子通道 Calhm6 是 LPS 刺激后富集于 Ectosomes 中的关键蛋白。功能实验证实，来自野生型小鼠或过表达 Calhm6 细胞的 Ectosomes 能够显著改善 LPS 诱导的脓毒症小鼠存活率、减轻肺损伤及系统性炎症因子风暴（ cytokine storm ）；而敲除 Calhm6 则显著减弱 Ectosomes 这种保护能力。进一步研究表明， Ectosomes 可被巨噬细胞等免疫细胞有效内化，并将 Calhm6 递送至受体细胞内部。在细菌性肺炎患者来源的 CD11b + 巨噬细胞及多种病原体模拟刺激的小鼠巨噬细胞中， Calhm6 表达均显著上调，且其表达水平与炎症程度正相关，提示 Calhm6 是急性炎症反应的一个快速应答分子。

为阐明 Ectosomal-Calhm6 发挥抗炎作用的细胞机制，研究者发现其能有效驱动巨噬细胞向 M2 样表型极化。在体外实验中， Calhm6 过表达促使巨噬细胞呈现典型的 M2 样纺锤形形态，并高表达 Arg1 、 IL-10 等 M2 标志物，同时抑制 LPS 触发的 NF- κB 和 MAPK 炎症信号通路激活。重要的是，在皮肤伤口愈合、 DSS 结肠炎和 APAP 肝损伤等多种组织修复模型中，外源性补充 Ectosomal-Calhm6 均能通过促进局部 M2 样巨噬细胞浸润和抗炎因子表达，加速炎症消退和组织修复。

机制的探索揭示了更为精巧的调控层面。研究人员发现， Calhm6 的缺失会导致关键转录因子 Creb1 的活化受阻，从而促使巨噬细胞代谢重编程向糖酵解倾斜，并倾向于极化为具有更强杀菌能力但亦伴随过度炎症风险的 M1 样表型。在 Calhm6 基因敲除小鼠中，这一现象得到了证实：在盲肠结扎穿孔模型中，其展现出更强的细菌清除能力和生存优势；但在纯 LPS 攻击模型中，则因失控的炎症反应而导致更高死亡率。这表明 Calhm6 是巨噬细胞在抗感染与抗炎修复之间取得平衡的重要 “ 开关 ” 。

那么， Calhm6 如何将离子通道功能与 Creb1 激活联系起来？通过免疫共沉淀 - 质谱联用技术，研究团队筛选出 Calhm6 的两个关键相互作用蛋白：支架蛋白 Chp1 和激酶 CaMK4 。他们证实，在 IL-4 或钙离子刺激下， Calhm6 、 Chp1 和 CaMK4 能在巨噬细胞膜上组装成一个功能性的信号复合物。其中， Chp1 作为分子支架，其 Ser99 位点可被 CaMK4 磷酸化，此修饰对于维持三者的稳定结合至关重要。该复合物的形成促进了 CaMK4 对 Creb1 的磷酸化激活，从而驱动 M2 样相关基因的转录。这一条完整的 “Calhm6-Chp1-CaMK4-Creb1” 信号轴，清晰地阐释了 Calhm6 通道活性如何通过钙离子内流，经由特定的膜信号复合物，最终影响核内转录程序的全过程。

此外，研究还对 Calhm6 自身的表达调控进行了深入探讨。他们发现， M1 样诱导剂通过促进转录因子 Irf1 结合至 Calhm6 启动子区域而上调其表达；相反， M2 样诱导剂 IL-4 则通过激活 Stat6 竞争性结合同一区域，抑制 Calhm6 的转录。这种由 Irf1 和 Stat6 介导的逆向调控，确保了 Calhm6 在不同免疫微环境中的精确表达，从而适当地调节巨噬细胞的极化方向 和烈度 。

CALHM6 作为炎症反应中的平衡器， 通过调节其表达水平 避免机体过度 炎症或过度抑炎

综上所述，耿晶团队的研究系统性地揭示了 Calhm6 在巨噬细胞极化中的核心地位：一方面，其通道活性介导的钙信号通过 Chp1-CaMK4-Creb1 轴直接促进 M2 样极化；另一方面，它可被包装进 ectosomes 中，作为一种 “ 细胞间信使 ” 将抗炎信号传递给邻近细胞，放大免疫调节效应。该研究不仅深化了对离子通道免疫调节功能的认识，更重要的是，提出了以 E ctosomal-Calhm6 作为一种 潜在的 新型天然药物的治疗策略，为脓毒症、自身免疫病及组织损伤修复等多种炎症相关疾病的干预提供了崭新的思路和潜在靶点。

西安交通大学第二附属医院为该论文的第一完成单位。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202502395

制版人：十一

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