Tspan4+巨噬细胞亚群通过迁移体与间充质干细胞的动态互作调控骨折修复

《Frontiers in Cell and Developmental Biology》：Dynamic crosstalk between Tspan4+ macrophage subsets and MSCs via migrasomes orchestrates fracture repair

本研究首次系统阐明了骨折愈合过程中Tspan4+巨噬细胞亚群（Tspan4+Lyve1+与Tspan4+Mpeg1+）的时空动态变化及其通过迁移体（migrasomes）介导IL-1β/IL-1R1-AMPK信号轴调控骨髓间充质干细胞（MSCs）迁移的新机制。该发现揭示了细胞间通讯在骨再生微环境中的精细调控网络，为靶向干预骨折愈合提供了新策略。

　　

巨噬细胞亚群在骨折愈合过程中的鉴定与动态变化

通过分析小鼠骨折模型的单细胞RNA测序数据（GEO编号GSE192630），研究发现所有巨噬细胞在骨折愈合过程中均高表达Tspan4，并可进一步分为Tspan4⁺Lyve1⁺和Tspan4⁺Mpeg1⁺两个亚群。免疫荧光染色显示，Tspan4⁺Mpeg1⁺巨噬细胞在骨折后第5天达到峰值后部分回落，而Tspan4⁺Lyve1⁺巨噬细胞数量随愈合进程逐渐减少，表明巨噬细胞亚群在骨折愈合不同阶段存在动态平衡。

Tspan4⁺Lyve1⁺/Tspan4⁺Mpeg1⁺巨噬细胞通过Gas6-Axl与IL1b-IL1r1通路与MSCs进行细胞通讯

细胞互作分析发现，Tspan4⁺Lyve1⁺巨噬细胞通过Gas6-Axl信号与MSCs交互，而Tspan4⁺Mpeg1⁺巨噬细胞则通过IL1b-IL1r1通路发挥作用。其中Gas6/Axl信号随愈合进程减弱，IL1b/IL1r1信号逐渐增强。透射电镜与免疫荧光证实骨折后第7天组织中存在大量迁移体，且IL-1β与迁移体标志蛋白（PIGK、CPQ、Tspan4）共定位，提示Tspan4⁺Mpeg1⁺巨噬细胞可能通过迁移体传递IL-1β。

Tspan4⁺Mpeg1⁺巨噬细胞来源的迁移体通过IL1b-IL1r1通路调控MSCs迁移能力

通过质粒转染构建Tspan4⁺Mpeg1⁺巨噬细胞模型，Western blot验证其迁移体中IL-1β表达显著高于小细胞外囊泡。划痕实验与Transwell实验表明，100 ng/mL迁移体共培养可显著增强MSCs的迁移能力。机制上，KEGG通路分析提示IL-1β/IL-1R1信号与AMPK通路关联，Western blot证实迁移体干预后MSCs的AMPK表达上调，而AMPK抑制剂AMPK-IN-3可逆转迁移体促迁移作用。

迁移体通过调控AMPK表达促进MSCs迁移及骨折愈合

小鼠股骨骨折模型体内实验显示，局部注射100 μg Tspan4⁺Mpeg1⁺巨噬细胞来源的迁移体可提高骨表面体积比（BS/BV），加速骨折愈合。组织染色显示迁移体治疗组碱性磷酸酶（ALP）阳性细胞增多、抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）阳性破骨细胞减少。骨折第10天免疫荧光进一步证实迁移体可高效招募CD90⁺MSCs并促进成骨标志物RUNX2、BMP-2表达。

本研究首次揭示Tspan4⁺巨噬细胞亚群通过迁移体-IL-1β-AMPK轴调控MSCs迁移的分子机制，为理解骨再生微环境中细胞互作提供了新视角，也为骨折治疗策略开发提供了潜在靶点。