OSMRβ介导的常驻成纤维细胞信号通过促进血管新生和肉芽组织形成恢复糖尿病皮肤创面愈合

OSMRβ-mediated signals on resident fibroblasts restore healing in diabetic skin wounds through promoting angiogenesis and granulation tissue formation.

作者信息Yuko Ishida, Yumi Kuninaka, Tadasuke Komori, Sadahiro Iwabuchi, Mizuho Nosaka, Akihiko Kimura, Shinichi Hashimoto, Yoshihiro Morikawa, Naofumi Mukaida, Toshikazu Kondo
PMID41152472
发布时间2025-10-28
DOI10.1038/s42003-025-08980-2

实验完整度

高

包含体外细胞实验、基因敲除小鼠模型、骨髓嵌合小鼠、糖尿病小鼠模型、RNA-seq、组织学和功能验证等多层级证据。

主要模型

小鼠皮肤切除创面模型 Osmrb−/−小鼠 db/db糖尿病小鼠 NIH3T3成纤维细胞系

重点核对

野生型(C57BL/6)和Osmrb−/−小鼠的皮肤切除创面愈合比较 OSM中和抗体处理(250 μg/只/天,第1-5天)对创面愈合的影响 骨髓嵌合小鼠的构建(辐照12 Gy,移植5×10^6个细胞) OSM处理(100 ng/25 μl/创面,第1-10天)对db/db小鼠创面愈合的影响 OSM刺激NIH3T3细胞(10 ng/ml)及MAPK抑制剂(PD98059、SB203580、SP600125)的作用

摘要

制瘤素M(OSM)通过OSM受体β(OSMRβ)在多种条件下(如炎症和组织再生)具有多种生物活性,但其在皮肤创面愈合中的确切作用仍不清楚。特别是,糖尿病小鼠表现出创面愈合受损,且OSM和OSMRβ表达受到抑制。在此,我们利用野生型(WT)和Osmrb−/−小鼠展示了OSM-OSMRβ轴在皮肤创面愈合中的病理生理作用。切除性创面诱导浸润性中性粒细胞和巨噬细胞表达OSM,并诱导成纤维细胞表达OSMRβ。与WT小鼠相比,Osmrb−/−小鼠尽管白细胞浸润程度相似,但创面愈合延迟。对骨髓嵌合小鼠的分析显示,表达OSMRβ的常驻细胞有助于创面愈合过程。OSMRβ的缺失抑制了成纤维细胞中TIMP-1和HGF的表达,这分别与胶原沉积和新生血管形成减少相关。此外,OSM在鼠成纤维细胞系中通过MAP激活诱导TIMP-1和HGF表达。实际上,在糖尿病创面局部应用OSM增强了创面部位HGF和TIMP-1的表达,最终加速了创面愈合。因此,OSM-OSMRβ轴和/或其下游信号通路可能成为治疗糖尿病皮肤创面的新治疗靶点。

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
OSM-OSMRβ轴在皮肤创面愈合中的病理生理作用及其在糖尿病创面愈合中的潜在治疗价值。
核心机制
OSM-OSMRβ信号通过激活MAPK通路(ERK、p38、JNK)上调成纤维细胞中TIMP-1和HGF的表达,从而促进胶原沉积和血管新生,加速创面愈合。
主要证据
Osmrb−/−小鼠创面愈合延迟,伴随TIMP-1和HGF表达降低、胶原沉积和新生血管减少;OSM处理可诱导NIH3T3细胞中Timp1和Hgf表达;局部应用OSM可恢复糖尿病小鼠创面TIMP-1和HGF表达并加速愈合。
研究意义
OSM-OSMRβ轴可能成为治疗糖尿病皮肤创面的新治疗靶点。

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

糖尿病创面模型中OSM/OSMRβ表达分析

比较糖尿病(db/db)与对照小鼠创面愈合及OSM/OSMRβ表达差异。

建立WT和db/db小鼠背部全层切除创面,观察愈合过程,并通过实时RT-PCR检测创面Osm和Osmr基因表达,免疫组化检测OSM和OSMRβ蛋白表达。

2

OSMRβ缺失对创面愈合的影响

明确OSMRβ在创面愈合过程中的必要性。

比较WT和Osmrb−/−小鼠创面愈合时间、白细胞浸润、MPO活性、F4/80+巨噬细胞计数,以及组织学分析。

3

OSM中和抗体验证

通过中和内源性OSM进一步验证OSM在创面愈合中的作用。

对WT小鼠腹腔注射OSM中和抗体或对照IgG,比较创面愈合进程。

4

骨髓嵌合实验

区分骨髓来源细胞和常驻细胞中OSMRβ的作用。

构建WT和Osmrb−/−骨髓嵌合小鼠(供体骨髓注入致死辐照受体),进行PKH26标记追踪,比较创面愈合及组织学改变。

5

OSMRβ在常驻成纤维细胞中的作用验证

检验常驻成纤维细胞表达OSMRβ是否促进愈合。

将WT来源的原代真皮成纤维细胞注射至Osmrb−/−创面周围,观察愈合变化。

6

肉芽组织形成和血管新生评估

评估OSMRβ缺失对胶原沉积和血管新生的影响。

组织学分析α-SMA和CD31表达,检测羟脯氨酸含量,评估胶原沉积和血管密度。

7

TIMP-1和HGF表达及其机制研究

探讨OSM-OSMRβ轴调控TIMP-1和HGF表达的分子机制。

检测WT和Osmrb−/−创面TIMP-1、HGF、MMP-2/9表达和活性,体外用OSM刺激NIH3T3细胞,并用MAPK抑制剂处理。

8

OSM对糖尿病创面的治疗作用

验证外源性OSM能否改善糖尿病小鼠创面愈合。

对db/db小鼠创面局部注射重组OSM,观察愈合和组织学变化,检测Timp1和Hgf表达。

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
抗MPO抗体Lab Vision--
抗OSM抗体Abcam--
抗OSMRβ抗体R&D--
抗HGF抗体Sino Biological--
抗TIMP-1抗体Affinity BioscienceAF7007
抗CD31抗体BD Biosciences--
抗CD11b抗体Abcamab133357
抗F4/80抗体eBioscience--
抗泛细胞角蛋白抗体Biossbs-1712R
抗α-SMA抗体DakoCytomation--
抗p38 MAPK抗体Santa Cruz--
抗JNK抗体Santa Cruz--
抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology--
抗磷酸化p38 MAPK抗体Cell Signaling Technology--
抗ERK抗体Cell Signaling Technology--
抗磷酸化JNK抗体BioVision--
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology--
CY3标记驴抗大鼠IgGJackson ImmunoResearch Laboratories--
FITC标记驴抗大鼠IgGJackson ImmunoResearch Laboratories--
AMCA标记驴抗大鼠IgGJackson ImmunoResearch Laboratories--
重组鼠OSMAbcamab280335
中和抗OSM抗体R&D--
DMEM培养基----
胎牛血清----
PD98059Sigma-Aldrich--
SB203580Sigma-Aldrich--
SP600125Sigma-Aldrich--
SUMILON过氧化物酶检测试剂盒Sumitomo Bekuraito--
明胶酶谱试剂盒Cosmo BioAK47
ISOGENNippon Gene--
PrimeScript逆转录酶Takara Bio--
SYBER Premix Ex Taq IITakara Bio--
Thermal Cycler Dice实时荧光定量PCR仪Takara BioTP800
Quantikine M ELISA试剂盒R&D--
Piece BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
RNeasy Mini试剂盒QIAGEN--
TruSeq链特异性mRNA文库制备试剂盒Illumina--
NextSeq 500/550高通量测序试剂盒Illumina--
PKH26Sigma-Aldrich--
NucleoSpin组织试剂盒Macherey-Nagel--

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
动物模型与创面制作
小鼠品系、年龄、性别、创面大小(4mm)、每只鼠创面数量(6个)、麻醉方法(氯胺酮+赛拉嗪)、消毒(碘伏和70%乙醇)
阅读提示:Methods: Animals and Excisional wound preparation and analysis
OSM中和抗体处理
剂量(250 μg/小鼠/天)、注射途径(腹腔)、给药时间(第1-5天)
阅读提示:Methods: Excisional wound preparation and analysis
骨髓嵌合小鼠构建
辐照剂量(12Gy)、骨髓细胞移植数量(5×10^6)、移植后等待时间(4周)、PKH26标记方法
阅读提示:Methods: Generation of BM chimeric mice
OSM治疗实验
重组OSM剂量(100 ng/25 μl/创面)、给药频率(每天一次)、给药时间(第1-10天)、注射部位(距创缘2mm内皮下)
阅读提示:Methods: Excisional wound preparation and analysis
体外成纤维细胞实验
细胞系(NIH3T3)、OSM浓度(10 ng/ml)、刺激时间(3小时)、抑制剂浓度(未明确说明)
阅读提示:Methods: Stimulation of NIH3T3 cells with OSM