摘要
SAPHO综合征是以病理性骨肥厚主要特征的一种自身炎症性骨病,其系统性炎症与骨代谢失衡之间的偶联机制尚不明确。本研究旨在探讨巨噬细胞极化塑造的促修复免疫微环境在SAPHO综合征骨代谢失衡中的作用,并联合单细胞测序(scRNA-seq)阐明其分子机制。
首先,回顾性分析71例SAPHO综合征患者血清炎症指标与骨转换标志物的相关性。其次,收集健康对照及患者外周血白细胞进行scRNA-seq,分析单核细胞亚群差异基因特征。而后,提取外周血单个核细胞(PBMCs)并诱导分化为成熟巨噬细胞,检测巨噬细胞极化标志物、细胞因子分泌水平及FOXO1表达水平;获取SAPHO和非SAPHO综合征患者局部病灶骨活检标本进行免疫组化染色,检测原位巨噬细胞极化标志物表达水平;收集不同病程患者及健康对照PBMCs诱导分化为破骨细胞并进行TRAP染色;利用患者和健康对照PBMCs来源成熟巨噬细胞培养上清制备条件培养基,干预人骨髓来源间充质干细胞(hBMSCs)并诱导分化为成骨细胞,检测不同诱导时间的成骨细胞分化标志物表达水平及茜素红染色。最后,使用FOXO1抑制剂干预小鼠骨髓来源单核-巨噬细胞(BMMs)并检测巨噬细胞极化标志物表达水平。
SAPHO综合征患者血清CRP和ESR与骨形成标志物tP1NP呈显著正相关。scRNA-seq显示患者循环单核细胞发生异常转录预激,表现为向促修复巨噬细胞表型极化及高组织浸润能力的基因特征(如F13A1及NLRP12显著上调),伴随FOXO1表达下调。体外研究证实,SAPHO综合征患者外周血PBMCs来源及局灶骨组织来源巨噬细胞均可高表达促修复型巨噬细胞标志物CD206及细胞因子IL-10、TGFβ。此外,SAPHO综合征患者PBMCs来源巨噬细胞在病程早期表现为破骨分化活跃,病程晚期则趋于稳定;患者成熟巨噬细胞条件培养基塑造的免疫微环境,可加速hBMSCs向成骨细胞分化时的矿化基因表达,促进成骨细胞生成。机制方面,患者PBMCs来源成熟巨噬细胞FOXO1表达显著下调;FOXO1抑制剂可显著抑制LPS诱导的BMMs向促炎表型极化,促进IL-4诱导的BMMs向促修复表型极化。
SAPHO综合征患者循环单核细胞可能存在由FOXO1下调介导的转录预激,塑造骨病灶局部巨噬细胞向促修复表型极化的免疫微环境,进而持续加速成骨晚期基质矿化并驱动SAPHO综合征的病理性骨肥厚。因此,靶向干预FOXO1有望成为阻断SAPHO综合征异常成骨的新型治疗策略。
