《Frontiers in Immunology》:Sustained STING-IRF7 signaling aggravates LPS-induced endometrial inflammation via excessive neutrophil extracellular traps generation
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本研究揭示了STING-IRF7信号通路在慢性子宫内膜炎(CE)中的关键作用。通过调控CD11b表达和激活LCN2-MC4R-ICAM-1轴,该通路促进中性粒细胞浸润和NETs形成,导致组织损伤并抑制胚胎着床关键因子HOXA10。靶向STING信号为治疗慢性炎症性不孕提供了新策略。
STING缺陷缓解LPS诱导的小鼠子宫内膜炎症和组织损伤
通过建立LPS诱导的小鼠子宫内膜炎模型,研究发现STING缺陷型(Tmem173gt)小鼠相比野生型(WT)表现出显著减轻的子宫水肿、血管充血等病理症状。组织学分析显示,STING缺失显著抑制了LPS引发的中性粒细胞浸润、上皮细胞凋亡和管腔上皮脱落。在分子水平上,STING缺陷使促炎细胞因子il1b、tnfa和il6的mRNA表达显著降低,Western blot验证IL-1β蛋白表达同步下降,表明STING信号在子宫内膜炎症放大中起核心作用。
STING缺陷抑制子宫内膜炎中的NETs形成
转录组测序分析发现,STING缺陷导致1449个基因上调和1677个基因下调,KEGG富集分析显示中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成通路显著受抑制。免疫荧光和免疫组化证实,STING缺陷小鼠子宫内膜中NETs标志物ELA2、citH3和MPO表达显著降低。Western blot进一步显示citH3、ELA2和MPO蛋白水平在STING缺陷组下降,MPO活性测定也验证了这一结果。体外实验中,STING激动剂cGAMP促进中性粒细胞citH3表达,而抑制剂H-151则抑制该表达,直接证明STING对NETs形成的调控作用。
CD11b受STING-IRF7通路在子宫内膜中的调控
RNA测序筛选出7个与NETs形成相关的STING调控基因,其中itgam(编码CD11b)最为突出。免疫组化显示STING缺陷小鼠CD11b蛋白表达下降,STING抑制剂H-151处理也证实了这一调控关系。通过JASPAR数据库预测和实验验证,发现IRF7是调控itgam转录的关键因子。STING缺陷导致IRF7 mRNA和蛋白表达显著降低,而IRF7过表达可上调CD11b表达。流式细胞术证实STING抑制剂C-176处理可降低中性粒细胞CD11b表达。
STING-IRF7信号激活子宫内膜中的LCN2驱动ICAM-1表达
转录组数据显示LCN2是STING调控最显著的下调基因之一。qRT-PCR和Western blot证实STING缺陷显著降低LCN2 mRNA和蛋白表达。IRF7过表达实验表明STING-IRF7轴促进LCN2表达。对LCN2受体的研究发现MC4R在STING缺陷小鼠中表达最显著降低。LCN2敲除(Lcn2-/-)小鼠实验显示,LPS刺激后mc4r mRNA表达降低,MPO活性和ICAM-1表达下降,NETs标志物citH3减少。LCN2抑制剂ZINC00640089处理上皮-中性粒细胞共培养体系,可下调ICAM-1和citH3表达。
STING缺陷在慢性炎症条件下部分恢复小鼠胚胎容受性
建立7天连续LPS灌注的慢性子宫内膜炎模型,发现STING缺陷显著减轻上皮脱落和腺体凋亡。尽管LPS导致WT小鼠完全妊娠失败,但STING缺陷恢复了着床位点。qRT-PCR显示STING缺陷部分挽救了着床关键因子hoxa10和itgb3的mRNA表达。免疫组化显示长期LPS刺激增加citH3和ELA2表达及NETs形成,而STING缺陷抑制这一过程。
NETs形成与慢性子宫内膜炎相关
临床样本分析发现,慢性子宫内膜炎患者子宫内膜中STING、IRF7、LCN2和MC4R表达积累。NETs成分ELA2、MPO和citH3在患者子宫内膜中显著升高,免疫荧光显示citH3+细胞和MPO阳性中性粒细胞浸润明显增加,证实NETs形成在人类慢性子宫内膜炎发病中的作用。
讨论
本研究首次揭示STING-IRF7信号通路在慢性子宫内膜炎中的核心作用。该通路通过双重机制加剧炎症:一方面通过上调CD11b促进中性粒细胞活化,另一方面通过LCN2-MC4R-ICAM-1轴驱动中性粒细胞招募和NETosis。异常的NETs形成不仅直接损伤组织,还通过抑制HOXA10表达破坏子宫内膜容受性。这些发现为理解慢性子宫内膜炎的分子机制提供了新视角,并为开发靶向STING的治疗策略奠定了理论基础。