靶向Jun-Irf8-CD36轴减轻脊髓损伤后纤维化瘢痕形成并促进功能恢复

Targeting the Jun-Irf8-CD36 axis attenuates fibrotic scar formation and promotes functional recovery after spinal cord injury

作者信息Min Feng, JiYu Li, Jieying Zhang, Hang Zhang, Wanhua Li, Yili Liu, Xiang Gao, Hanyue Yang, Zeyu Liu, Chong Gao, Ruiyang Xiao, Jianru Xiao, Xiaozhong Zhou, Leilei Gong, Songlin Zhou, Jian Zhao, Caiqi Cheng
PMID42482965
发布时间2026-03-12
DOI10.1093/burnst/tkag020

实验完整度

整合单细胞RNA测序、空间转录组学、CUT&Tag、双荧光素酶报告基因及体内药物干预(SAB/T5224),并通过组织学、免疫荧光和行为学验证功能恢复。

主要模型

C57BL/6J小鼠T10右半横切脊髓损伤模型 原代活化成纤维细胞培养 HEK293T细胞

重点核对

SAB腹腔注射剂量:50、100、200 μg/ml,每日给药,持续14天 T5224灌胃剂量:10 mg/kg或20 mg/kg,每日给药,持续14天 T5224体外浓度:10 μM;PMA浓度:100 ng/ml 成纤维细胞转染si-c-Jun和Irf8过表达质粒,验证c-Jun-Irf8-CD36调控轴

摘要

背景:纤维化瘢痕形成是脊髓损伤(SCI)后阻碍神经再生和长期功能恢复的重要病理障碍。然而,损伤瘢痕内关键促纤维化介质的空间分布以及驱动成纤维细胞活化的上游调控机制仍未完全阐明。本研究旨在表征SCI后CD36相关的纤维化重塑,并确定靶向c-Jun–Irf8–CD36轴是否可以减轻瘢痕形成、改善再生微环境并促进功能恢复。方法:本研究整合单细胞RNA测序和空间转录组分析,以表征SCI瘢痕中CD36的表达模式并鉴定成纤维细胞亚群。在小鼠SCI模型中给予药物干预,使用丹酚酸B(SAB)抑制CD36,使用T5224阻断AP-1/c-Jun活性。进行组织学和免疫荧光分析以评估成纤维细胞积累、细胞外基质沉积、血管生成和轴突再生,同时进行纵向行为学评估运动功能。通过CUT&Tag和双荧光素酶报告基因实验研究c-Jun–Irf8–CD36的转录调控,并结合单细胞/空间分析评估治疗后成纤维细胞亚簇的重塑,实现机制验证。结果:空间和单细胞分析表明,CD36主要定位于损伤瘢痕内,与纤维化进展相关,并在特定成纤维细胞亚群中优先上调。SAB介导的CD36抑制显著减少P4HB+成纤维细胞积累,减轻纤维化沉积,增强血管生成和轴突再生,并改善后肢功能恢复。机制上,c-Jun在瘢痕区域上调,并通过Irf8激活间接促进CD36转录,建立了c-Jun–Irf8–CD36信号轴。CUT&Tag和报告基因实验证实c-Jun与Irf8启动子结合,导致Irf8驱动的CD36转录。同样,T5224下调CD36表达,减少成纤维细胞聚集和基质沉积,促进血管重塑,并促进早期功能恢复。这些发现表明,调节该信号通路可显著抑制病理性瘢痕形成并促进近乎无瘢痕愈合,从而为组织再生提供理想的微环境。多组学分析进一步揭示,T5224选择性地抑制CD36+成纤维细胞亚群的异常扩增,并将其转录状态重编程为纤维化程度较低的表型。结论:c-Jun–Irf8–CD36轴是SCI后纤维化瘢痕形成的关键调节因子。通过CD36抑制(SAB)或AP-1/c-Jun阻断(T5224)靶向该通路可减轻纤维化、重塑瘢痕微环境、增强组织修复并促进功能恢复,为中枢神经系统损伤提供了一种有前景的治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CD36在脊髓损伤后纤维化瘢痕中的空间分布及上游调控机制是什么?靶向c-Jun-Irf8-CD36轴能否减轻瘢痕形成并促进功能恢复?
核心机制
c-Jun通过直接结合Irf8启动子激活Irf8,进而促进CD36转录,形成c-Jun-Irf8-CD36信号轴,驱动成纤维细胞活化和纤维化瘢痕形成。
主要证据
单细胞和空间转录组学显示CD36在瘢痕成纤维细胞中富集;CUT&Tag和双荧光素酶报告实验证实c-Jun-Irf8-CD36调控;SAB或T5224处理减少P4HB+成纤维细胞积累、减轻纤维化、增强血管生成和轴突再生,并改善运动功能。
研究意义
该研究确定了c-Jun-Irf8-CD36轴作为SCI后纤维化瘢痕形成的关键调节因子,为通过适度抗纤维化干预促进中枢神经系统修复提供了新的治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

单细胞与空间转录组学分析

鉴定CD36在SCI瘢痕中的空间分布和成纤维细胞亚群中的表达模式

对SCI后不同时间点(3、7、14、28天)的脊髓组织进行Visium空间转录组学;对14天损伤段进行单细胞RNA测序,鉴定细胞类型和成纤维细胞亚群。

2

药物干预验证CD36和c-Jun功能

验证抑制CD36或c-Jun是否减轻纤维化瘢痕形成并促进功能恢复

小鼠SCI后给予SAB(CD36抑制剂)或T5224(c-Jun抑制剂),通过免疫荧光、组织学和行为学评估瘢痕、血管、轴突和运动功能。

3

体外成纤维细胞培养和机制验证

验证c-Jun-Irf8-CD36调控轴

从14天纤维化瘢痕中分离活化成纤维细胞,用siRNA敲低c-Jun或过表达Irf8,检测CD36表达;通过CUT&Tag和双荧光素酶报告实验验证c-Jun与Irf8启动子结合及Irf8对CD36启动子的激活。

4

转录组学分析治疗后的细胞重组

分析药物处理对成纤维细胞亚群和功能通路的影响

对T5224处理组和对照组进行单细胞RNA测序和空间转录组学,分析成纤维细胞亚群比例、基因表达变化和通路富集。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
丹酚酸BSigma--
T5224MCE--
佛波醇12-十四酸酯13-乙酸酯(PMA)MCE--
RIPA裂解液Beyotime--
抗βIII微管蛋白抗体Cell Signaling--
抗GFAP抗体Abcam--
抗CD31抗体R&D--
抗CD36抗体BD Biosciences--
抗P4HB抗体Abcamab137110
抗TGF-β抗体SelleckF162402
抗CD36抗体Proteintech66395-1-Ig
抗Postn抗体Biorbytorb385615
抗GAPDH抗体BeyotimeAF0006
I型胶原酶Sigma--
DMEM/F12培养基Invitrogen--
胎牛血清----
转化生长因子-βRD Systems--
青霉素-链霉素Beyotime--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
QIAzol裂解液Qiagen--
RNeasy脂质组织试剂盒Qiagen--
Omniscript逆转录试剂盒Qiagen--
RNA酶抑制剂Roche--
Chromium控制器10x Genomics--
Chromium Next GEM单细胞3'试剂盒v3.110x Genomics1000268
Chromium Next GEM Chip G试剂盒10x Genomics1000120
NovaSeq 6000测序仪Illumina--
CosMx空间分子成像平台NanoString--
含DAPI封片剂Beyotime Biotechnology--
正置荧光显微镜Leica--
Amersham ECL检测系统Amersham--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
TSE MotoRater步态分析系统TSE Systems--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型与分组
小鼠品系(C57BL/6J),性别(雌性),年龄(8周龄),体重(未说明),损伤方式(T10右半横切),造模后分组(每组n=5),随机化方法(文中未明确说明)。
阅读提示:Methods: SCI and drug treatment
药物干预
SAB剂量(50、100、200 μg/ml),给药体积(100 μl),给药途径(腹腔注射),给药频率(每日一次),给药时长(14天);T5224剂量(10或20 mg/kg),给药途径(口服灌胃),给药频率(每日一次),给药时长(14天)。
阅读提示:Methods: SCI and drug treatment
组织学分析
取材时间点(14天、8周),切片厚度(未说明),抗体浓度(anti-βIII Tubulin 1:400, anti-CD31 1:200, anti-CD36 1:100等),二次抗体稀释度(1:500)。
阅读提示:Methods: Immunofluorescence of mouse spinal cord tissue; Figure legends
成纤维细胞培养
组织来源(14天纤维化瘢痕),消化酶(0.1%胶原酶I),消化时间(30分钟),培养基成分(DMEM/F12+10%FBS+10 ng/ml TGF-β+双抗),培养条件(37°C,5% CO2),传代至90%融合后摇床220 rpm 24小时。
阅读提示:Methods: Activated fibroblast culture
机制验证实验
siRNA序列(未给出),质粒(Irf8过表达载体),转染试剂(Lipofectamine RNAiMAX),转染时间(12小时),后续孵育时间(60或24小时),T5224使用浓度(10 μM),PMA浓度(100 ng/ml)。
阅读提示:Methods: Activated fibroblast culture; Results: The c-Jun/Irf8/CD36 axis regulates fibrotic scar formation