《Cell Proliferation》：Lactate Accelerates Early Angiogenesis and Bone Regeneration Through Macrophage M1 Polarisation
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本文揭示了乳酸在骨缺损早期修复中的关键作用：作为代谢信号分子，通过稳定HIF1α上调NOD1表达，激活钙内流通路，驱动巨噬细胞向促炎M1表型极化，进而促进血管内皮细胞出芽和新生血管形成。动物实验证实早期乳酸干预可显著增强血管化骨再生，为代谢免疫调控骨修复提供了新靶点。研究创新性阐明了HIF1α-NOD1-钙内流轴在乳酸调控免疫微环境中的核心机制，对开发促进血管化骨愈合的治疗策略具有重要启示。
早期骨修复微环境中的乳酸积累与免疫调控
骨缺损修复的成功与否高度依赖于早期修复微环境的免疫调控。在骨损伤初期，局部微环境呈现快速组织缺氧和糖酵解增强的特征，导致乳酸大量积累，同时伴随M1型巨噬细胞的浸润。传统观点认为M1巨噬细胞主要受干扰素-γ或脂多糖激活，但本研究发现在无菌性损伤条件下，代谢信号同样能够驱动其极化。
乳酸时空动态与炎症血管化的同步性
通过建立小鼠颅骨缺损模型，研究发现损伤后24小时内局部乳酸浓度急剧上升至基线水平的16倍，同时促炎因子肿瘤坏死因子α表达上调而白细胞介素10下降。免疫组化显示损伤区域肿瘤坏死因子α和血管内皮生长因子表达显著增强，表明乳酸积累与炎症反应、血管生成启动存在时空相关性。
乳酸诱导巨噬细胞M1极化的机制解析
体外实验表明，30mM乳酸处理可显著上调骨髓来源巨噬细胞中CCR7、iNOS、TNFα、IL1β等M1标志物表达，流式细胞术检测到CD86+细胞比例增加。RNA测序分析发现，乳酸处理组差异基因显著富集于炎症反应、血管生成和钙离子浓度升高相关通路。基因集富集分析提示NOD样受体信号通路激活，其中NOD1表达尤为显著。
HIF1α-NOD1信号轴的核心作用
机制研究表明，乳酸通过抑制脯氨酰羟化酶活性稳定缺氧诱导因子1α蛋白水平。双荧光素酶报告基因实验证实HIF1α可直接结合NOD1启动子区域并促进其转录。当使用siRNA敲低NOD1或抑制剂Nodinitib-1处理时，乳酸诱导的炎症因子表达和促血管生成效应均被逆转。
钙内流的下游信号传导
乳酸通过NOD1-cAMP-PKA通路激活L型电压门控钙通道Cav1.2，引发钙离子内流。使用硝苯地平阻断钙通道后，乳酸促进的M1极化和血管生成作用被显著抑制。钙成像显示乳酸添加后立即引发钙振荡，证实其在信号传导中的即时效应。
体内验证与治疗时间窗
动物实验表明，乳酸胶原海绵植入可显著促进缺损区域CD86+巨噬细胞聚集和新生血管形成。光学相干断层扫描血管成像显示乳酸组血管面积密度、血管直径指数等参数显著改善。值得注意的是，延迟至损伤后第3天或第7天给予乳酸干预则无显著促血管生成效果，强调早期治疗的时间敏感性。
骨再生效能评估
Micro-CT重建图像显示，乳酸联合Bio-Oss胶原组在术后8周和12周均呈现更完善的骨缺损修复，骨体积分数和骨矿物密度值显著高于对照组。组织学染色进一步证实乳酸组新骨形成更为活跃。
代谢免疫调控的新视角
本研究创新性地揭示乳酸-HIF1α-NOD1-钙内流轴在骨损伤微环境中的核心调控作用，阐明代谢信号如何通过模式识别受体介导免疫应答。研究结果为理解代谢物调控的免疫机制提供了新视角，也为开发靶向代谢免疫的骨修复策略奠定了理论基础。
