Adv Sci｜陈朗/徐继前/尚游团队揭示NR1D1介导的“生物钟-吞噬溶酶体”失衡，并以杂化纳米囊泡恢复脓毒症小鼠抗菌免疫

脓毒症治疗的难点并不止于控制早期感染和炎症。一部分患者在急性期后转入持续的免疫低反应，巨噬细胞吞噬杀菌不足、T细胞耗损，继发感染由此成为病程迁延和死亡的重要推手。与此同时，严重感染及重症监护经历会冲击睡眠-觉醒、激素分泌和能量代谢节律。这两类异常长期被并列观察，但节律失序究竟只是病情严重的结果，还是免疫衰竭的参与者，仍缺少完整的机制答案。

细菌进入巨噬细胞后，必须在酸化的吞噬溶酶体内完成降解。V-ATPase是维持这一酸性环境的质子泵，其表达与溶酶体功能也存在时间波动。核心生物钟抑制因子NR1D1（REV-ERBα）同时参与节律、代谢和炎症调控；当NR1D1在脓毒症中持续升高，它是否会把巨噬细胞推向难以清除病原体的低反应状态，成为该研究的切入口。

近日，华中科技大学同济医学院附属协和医院陈朗/徐继前/尚游团队在Advanced Science在线发表题为Targeting the NR1D1-IGF2BP2-V-ATPase Axis With HybridNanovesiclesRestores Macrophage Rhythms to Reverse Sepsis-Induced Immunosuppression的研究论文。文章串联公共临床队列、巨噬细胞时间序列多组学研究以及脓毒症小鼠模型，确定NR1D1-IGF2BP2-V-ATPase轴是连接生物钟失衡与吞噬溶酶体功能衰退的关键通路，并据此构建炎症响应型siRNA杂化纳米囊泡。

研究人员先分析两个独立的公共全血转录组队列。脓毒症患者的昼夜节律紊乱评分明显升高，在病情最重的Mars1内型中尤为突出，且与SOFA评分呈正相关。公共单细胞数据进一步将单核/巨噬细胞认定为节律扰动最明显的免疫细胞群之一。在中度盲肠结扎穿孔小鼠中，亚胺培南虽减轻炎症并改善生存，但耗氧、活动、睡眠-觉醒、呼吸交换率及褪黑素代谢节律均未恢复。

沿着这一线索，团队在RAW264.7细胞、骨髓来源巨噬细胞和THP-1细胞中建立持续内毒素刺激模型。时间序列分析显示，随着炎症反应转入耐受期，大批节律基因失去振荡，而Nr1d1是不同巨噬细胞体系中持续升高最一致的节律相关基因。NR1D1过表达转录组、蛋白组及ChIP-seq共同指向Igf2bp2：NR1D1占据其启动子并抑制转录。IGF2BP2本是一种m6A阅读蛋白，可结合并维持V-ATPase亚基Atp6v1b2和Atp6v0c转录本的稳定性。当这条支撑链断裂，溶酶体pH节律被压平，巨噬细胞对铜绿假单胞菌和葡聚糖的摄取、处理能力同步下降。敲低NR1D1则可恢复BMAL1、IGF2BP2和V-ATPase亚基，并改善吞噬溶酶体清除。

进入耐受状态的巨噬细胞对普通脂质体摄取减少，游离siRNA也难以在肺和炎症部位形成有效暴露。针对这一问题，团队把红细胞膜与LPS激活的巨噬细胞膜制成杂化膜，再借助DNA拉链与含心磷脂的siRNA脂质体定向融合，得到siNR1D1@HM-LNP。其中，红细胞膜用于延长循环，激活巨噬细胞膜增强炎症归巢和细胞摄取，心磷脂则利用炎症细胞中的GSDMD-N实现胞内响应释放。该系统在体外重新建立了巨噬细胞吞噬与溶酶体酸化的节律性。

在接受抗生素治疗的中度脓毒症小鼠中，siNR1D1@HM-LNP增加了肺部富集，部分恢复全身生理节律以及肺巨噬细胞内的NR1D1-IGF2BP2-V-ATPase轴。与游离siRNA相比，杂化纳米囊泡更有效地降低肺、脾和血液中的细菌负荷，减少T细胞凋亡并降低升高的中性粒细胞比例，减轻多器官损伤，并提高14天生存率。在脓毒症后继发铜绿假单胞菌肺炎的二次打击模型中，治疗同样增强了病原控制并改善生存。

研究示意图

该研究围绕NR1D1-IGF2BP2-V-ATPase轴，阐明了昼夜节律紊乱导致巨噬细胞吞噬溶酶体酸化及抗菌功能受损的分子机制。研究提示，抗生素虽能控制感染和炎症，却未必能恢复受损的昼夜节律；短程、巨噬细胞靶向的RNA干预为脓毒症免疫抑制及继发细菌感染提供了新的干预思路。

华中科技大学同济医学院附属协和医院重症医学科陈朗与血液病研究所林文熠为论文共同第一作者，尚游、徐继前为共同通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.77366

制版人：十一

学术合作组织

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