《Redox Biology》：Epithelial redox stress programs macrophage immunometabolism through a ZNF24-MIF-NF-κB pathway in chronic nonbacterial prostatitis
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本研究针对慢性非细菌性前列腺炎（CNP）发病机制不清的临床难题，系统揭示了上皮细胞氧化应激通过ZNF24转录因子激活MIF表达，进而以旁分泌方式作用于巨噬细胞CD74受体，通过稳定PKM2、增强糖酵解重编程和激活NF-κB信号通路，驱动M1型巨噬细胞极化的全新分子机制。该发现不仅阐明了CNP中上皮-免疫细胞对话的关键环节，更为靶向MIF-CD74轴治疗慢性前列腺炎提供了理论依据。
慢性前列腺炎是困扰全球近10%男性的常见泌尿系统疾病，患者长期遭受盆腔疼痛和下尿路症状的折磨。然而，由于缺乏明确的细菌感染证据，其发病机制一直笼罩在迷雾之中，导致临床治疗往往只能缓解症状而难以根治。近年来，科学家们逐渐认识到，这种顽固的炎症背后，隐藏着免疫系统异常激活的线索——前列腺组织中充斥着大量免疫细胞，特别是具有"双面人格"的巨噬细胞。这些巨噬细胞会根据微环境信号极化为促炎的M1型或抗炎的M2型，而M1型巨噬细胞的"失控"被认为是慢性炎症持续恶化的重要推手。
那么，究竟是什么机制导致了巨噬细胞的"黑化"？又是谁在幕后操纵着这一过程？发表在《Redox Biology》上的这项研究给出了令人惊喜的答案。研究人员通过整合患者样本分析、实验性自身免疫性前列腺炎（EAP）小鼠模型以及单细胞转录组学技术，意外发现前列腺上皮细胞这一传统意义上的"受害者"实际上扮演着"始作俑者"的角色。在炎症刺激下，上皮细胞内活性氧（ROS）大量堆积，激活了氧化应激应答转录因子ZNF24，进而像"开关"一样启动了下游关键因子——巨噬细胞移动抑制因子（MIF）的转录。
进一步的研究发现，上皮细胞分泌的MIF作为"信使"，与巨噬细胞表面的CD74受体"对接"后，激活了一条精细的信号通路：MIF-CD74相互作用稳定了糖酵解关键酶PKM2的表达，促进其核转位，进而激活NF-κB信号通路，最终驱动巨噬细胞向促炎的M1型极化。更重要的是，研究人员通过药理干预证实，针对该通路的多个关键节点（如MIF抑制剂ISO-1、CD74中和抗体、PKM2稳定剂DASA-58、NF-κB抑制剂JSH-23）进行治疗，都能显著缓解前列腺炎症和疼痛反应。
在技术方法上，本研究采用了多组学整合分析策略，包括：对慢性前列腺炎样症状患者和良性前列腺增生患者进行血浆细胞因子筛查和组织样本分析；建立实验性自身免疫性前列腺炎小鼠模型并进行行为学评估；运用单细胞RNA测序和空间转录组学解析前列腺微环境细胞异质性和互作网络；通过体外细胞共培养、染色质免疫共沉淀、免疫共沉淀-质谱等技术验证分子机制；采用Seahorse能量代谢分析仪评估巨噬细胞糖酵解和线粒体功能变化。
上皮源性MIF在CNP中上调且与炎症严重程度相关
通过对慢性前列腺炎样症状患者血浆细胞因子的筛查，研究发现MIF在患者体内显著升高，且其水平与疾病持续时间呈正相关。免疫组化显示，在良性前列腺增生组织中，MIF表达强度与炎症严重程度平行增加。单细胞转录组分析进一步证实MIF表达特异性地富集于上皮细胞，免疫荧光共定位实验也验证了这一发现。在EAP小鼠模型中，MIF在发炎前列腺组织中的表达也显著上调，表明上皮细胞是炎症条件下MIF的主要来源。
MIF-CD74信号协调发炎前列腺组织中的上皮-巨噬细胞对话
对EAP小鼠前列腺组织的单细胞RNA测序分析发现，炎症巨噬细胞是浸润最显著的免疫细胞亚群。CellChat细胞通讯分析揭示，在上皮细胞与免疫细胞的相互作用中，MIF信号通路尤为突出：上皮细胞是MIF的主要发送者，而单核/巨噬细胞是主要接收者。CD74作为MIF的高亲和力受体，特异性表达于单核/巨噬细胞，且与M1极化表型密切相关。空间转录组分析通过cell2location工具发现，MIF生成上皮细胞与CD74阳性巨噬细胞在空间上紧密相邻，特别是在M1型巨噬细胞富集区域。
炎症性M1样巨噬细胞是上皮源性MIF-CD74信号驱动的终末效应细胞
研究对巨噬细胞进行亚群分析，发现EAP小鼠前列腺中炎症巨噬细胞比例显著增加。AUCell评分显示这些细胞高表达M1相关基因。功能富集分析表明炎症巨噬细胞显著富集于糖酵解/糖异生等代谢通路。伪时间轨迹分析显示炎症巨噬细胞与组织驻留巨噬细胞处于不同的分化终点。MIF及其受体CD74在EAP模型中均上调，且CD74主要表达于巨噬细胞。多重免疫荧光证实CD74与M1标志物CD86在EAP小鼠和人类BPH组织中共定位增强。
MIF的药理抑制通过ISO-1减轻前列腺炎严重程度并抑制体内M1巨噬细胞极化
在EAP小鼠模型中，MIF抑制剂ISO-1治疗显著减轻了前列腺炎症状，表现为机械性痛觉过敏反应频率降低和炎症细胞浸润减少。ELISA检测显示ISO-1能降低血清中TNF-α、IL-6和IL-1β水平。免疫荧光显示CD45阳性免疫细胞浸润明显减少。流式细胞术分析表明ISO-1治疗显著降低了M1极化巨噬细胞比例。Western blot证实ISO-1可下调M1标志物CD86和iNOS的蛋白表达。
CD74的阻断减轻前列腺炎严重程度并抑制体内M1巨噬细胞极化
使用抗CD74中和抗体治疗EAP小鼠，同样可减轻前列腺炎症反应。抗体治疗降低了CD45阳性白细胞浸润，减少了促炎细胞因子表达。共免疫荧光显示CD68+iNOS+ M1巨噬细胞减少。Western blot证实CD74阻断可下调CD86和iNOS蛋白水平。流式细胞术进一步验证了抗CD74抗体对M1极化的抑制作用。
MIF通过CD74-PKM2相互作用和核转位促进NF-κB活化
机制上，MIF刺激后，通过免疫共沉淀和质谱分析鉴定出PKM2是CD74的相互作用蛋白。AlphaFold3结构建模预测了CD74-PKM2的高置信度相互作用。MIF刺激可增加PKM2蛋白水平并促进其核转位，而CD74敲低则逆转此效应。PKM2激活剂DASA-58可抑制MIF诱导的PKM2核转位、M1极化和NF-κB活化。 reciprocal Co-IP实验证实MIF增强CD74-PKM2结合。环己酰亚胺追踪实验显示MIF提高PKM2稳定性，体外泛素化实验表明MIF降低PKM2泛素化水平。
MIF-CD74信号驱动M1巨噬细胞中的糖酵解重编程和线粒体功能障碍
scMetabolism分析显示EAP小鼠炎症巨噬细胞中糖酵解/糖异生通路显著富集。体外实验中，MIF刺激可增加iBMDM细胞的葡萄糖消耗和乳酸产生，而CD74敲低可逆转此效应。Seahorse分析表明MIF增强糖酵解 flux 和能力，但降低基础呼吸和最大呼吸能力，提示线粒体氧化功能受损。电镜显示MIF导致线粒体碎片化和嵴减少，JC-1染色表明MIF降低线粒体膜电位。DASA-58处理可逆转MIF引起的糖代谢异常和线粒体功能障碍。
研究结论与讨论部分强调，该研究首次系统地揭示了"上皮ROS-ZNF24-MIF-巨噬细胞CD74-PKM2-NF-κB"信号轴在慢性前列腺炎中的核心作用。这一发现不仅阐明了氧化应激与免疫代谢在慢性炎症中的内在联系，更重要的是为CNP的治疗提供了多个潜在靶点——针对MIF、CD74、PKM2或NF-κB的干预均能有效缓解疾病症状。值得注意的是，研究中使用的ISO-1、抗CD74抗体、DASA-58和JSH-23等抑制剂在动物模型中都展现出良好的治疗效果，为未来开发精准免疫调节疗法奠定了坚实基础。该研究的意义在于将传统的"免疫细胞为中心"的炎症观念拓展至"上皮-免疫代谢对话"的新范式，为理解慢性炎症性疾病提供了新视角。
