炎癥對于維持體內平衡以及保護組織和器官的完整性至關(guān)重要。然而,過(guò)度的炎癥反應可能會(huì )導致嚴重的組織損傷。炎癥反應的強度、持續時(shí)間和影響必須根據炎癥誘因的存在以及病理結果的程度進(jìn)行調節。我們對于炎癥的保護作用和病理作用的諸多認識,都與炎癥反應如何影響器官功能有關(guān)。相比之下,我們對于特定組織的狀態(tài)如何影響炎癥反應,仍知之甚少。
維持穩定的 pH 值是組織內環(huán)境穩定的普遍特征。不同的組織和器官維持著(zhù)不同的間質(zhì) pH 值環(huán)境,這些環(huán)境在炎癥期間常常會(huì )受到干擾。例如,血液的 pH 值被嚴格控制在 7.35-7.45 之間,而膿毒癥中的嚴重酸中毒與不良預后相關(guān);淋巴結副皮質(zhì)區的 pH 值在 6.3-7.1 之間,在感染期間會(huì )變得更酸;實(shí)體瘤通常表現出酸性環(huán)境。這些都表明了組織微環(huán)境偏離正常生理 pH 值的酸化與炎癥密切相關(guān)。
2025 年 7 月 17 日,波士頓兒童醫院/哈佛大學(xué)醫學(xué)院周旭教授團隊與耶魯大學(xué) Ruslan Medzhitov 教授團隊合作(博士后吳中洋為論文第一作者),在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為:Regulation of inflammatory responses by pH-dependent transcriptional condensates 的研究論文。
該研究系統性的揭示了炎癥過(guò)程中形成的酸性環(huán)境如何通過(guò) pH 依賴(lài)性的機制調控炎癥反應,首次發(fā)現了 BRD4 凝聚體可作為細胞內 pH 傳感器,從而以基因特異性表達方式調控巨噬細胞的炎癥強度。這一發(fā)現為理解慢性炎癥、自身免疫及相關(guān)疾病的發(fā)生機制提供了全新視角。
吳中洋博士
吳中洋,2010 年本科畢業(yè)于南昌大學(xué),2013 年碩士畢業(yè)于汕頭大學(xué),2021 年博士畢業(yè)于清華大學(xué),此后加入周旭實(shí)驗室從事博士后研究工作。他的這項研究首次將"轉錄凝聚體-微環(huán)境pH-炎癥調控"連接為一體,為慢性炎癥、自身免疫疾病和組織損傷的精準干預提供了新視角。吳博士近期在準備開(kāi)始申請高校和研究所教職,未來(lái)研究會(huì )繼續聚焦于慢性炎癥機制、表觀(guān)遺傳調控以及生物凝聚體在疾病中的功能與干預潛力,致力于構建跨尺度的免疫調控機制圖譜。
在這項最新研究中,研究團隊探索了巨噬細胞是否通過(guò)感知組織酸化來(lái)調控炎癥反應。研究團隊揭示了酸性 pH 以基因特異性的方式重塑了巨噬細胞的炎癥反應。他們發(fā)現,哺乳動(dòng)物的轉錄因子 BRD4 是一種細胞內 pH 傳感器。酸性 pH 通過(guò)富含組氨酸的內在無(wú)序區破壞了含 BRD4 和 MED1 的轉錄凝聚體。至關(guān)重要的是,巨噬細胞內 pH 的降低對于在體外和體內的調控轉錄凝聚體而言是必要且充分的,其作為負反饋機制來(lái)調控炎癥反應。
該研究的核心發(fā)現:
酸性 pH 調控巨噬細胞中基因特異性的炎癥反應;
pH 通過(guò)染色質(zhì)重塑和轉錄回路控制炎癥程序;
細胞內 pH 通過(guò)富含組氨酸的內在無(wú)序區(IDR)調控 BRD4 轉錄凝聚體;
炎癥會(huì )降低細胞內 pH,并破壞 BRD4 凝聚體作為反饋機制。
上述發(fā)現表明,pH 不僅是炎癥的結果,也可作為"信號開(kāi)關(guān)"主動(dòng)調控炎癥反應過(guò)程,揭示了細胞如何通過(guò)內部生化狀態(tài)反饋控制免疫激活的過(guò)程, 這為理解慢性炎癥、自身免疫及相關(guān)疾病的發(fā)生機制提供了全新視角。
這些發(fā)現共同揭示了轉錄凝聚體中存在一種依賴(lài) pH 的開(kāi)關(guān),這種開(kāi)關(guān)能夠實(shí)現炎癥的環(huán)境依賴(lài)性控制,對于通過(guò)炎癥代價(jià)來(lái)校準炎癥的強度和質(zhì)量具有更廣泛的意義。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00735-4
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