KLF4调控MDSCs迁移和分化对慢性创面修复的作用及机制研究

The wound healing is a complicated pathophysiologic process, the first phase of which is inflammation. Due to pathological entities such as bacterial infection, malnutrition the wound stalled in chronic inflammation clinically presents ulcer and becomes a predicament to patients and doctors. Myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) are a heterogeneous population of immature bone marrow derived cells, which possesses immunosuppressive nature and phenotypic plasticity. MDSCs accumulate in inflammation and promote the cutaneous wound healing with the underlying mechanism not being exactly understood. Our previous research demonstrates that MDSCs is critical in promoting wound healing and inhibiting the ulcer development after they are recruited at the early stage of trauma and adopt a fibrocyte fate later. During this process, krupple-like factor (KLF4), a transcription factor, might regulate MDSCs recruitment and the subsequent differentiation into fibrocytes, and the KLF4 expression level of the MDSCs is highly relative to the progress of wound healing. Therefore we proposed that KLF4-regulated MDSCs recruitment and differentiation would promote the chronic wound healing. In the current study, we will examine the effects of KLF4-regulated MDSCs recruitment and differentiation on the chronic wound healing and study the underlying mechanism by using a novel KLF4 knockout mouse model and Mexicanin I, a KLF4 activator, to modulate the expression level of KLF4. Successful completion of the current project will elucidate the mechanism whereby KLF4 regulates MDSCs to facilitate the chronic wound healing and reveal the potential clinical application of Mexicanin I.

创伤修复是一个复杂的病理生理过程，第一个阶段即为炎性期。感染、营养不良等病理因素通常会使创面长期陷于慢性炎症期，最终形成溃疡，成为临床治疗难题。髓源抑制性细胞(MDSCs)是一群未成熟髓系细胞，创伤出现时可大量聚集于创面局部，促进其修复，但具体机制不明。我们前期研究发现：核转录因子KLF4调控MDSCs向普通创面迁移并分化为原纤维细胞(fibrocytes)的过程，且MDSCs中KLF4的表达量与普通创面修复速度呈正相关。据此推测KLF4调控MDSCs的迁移和分化可能促进慢性创面修复。本项目拟在前期研究发现基础上，进一步利用MDSCs特异性KLF4基因敲除动物模型和KLF4活化剂Mexicanin I， 阐明KLF4调控MDSCs迁移和分化的可能分子机制，明确其修复慢性创面的作用，并探讨Mexicanin I临床应用可能性，为开发新的慢性创面治疗方法提供理论与实验基础。

创伤修复是一个复杂的病理生理过程，感染、营养不良等病理因素通常会使创面长期陷于慢性炎症期，最终形成溃疡，成为临床治疗难题。髓源抑制性细胞(MDSCs)是一群未成熟髓系细胞，创伤出现时可大量聚集于创面局部，促进其修复，但具体机制不明。我们前期研究发现：核转录因子KLF4调控MDSCs的迁移和分化可能促进慢性创面修复。本项目在前期研究发现的基础上，用ob/ob小鼠建立慢性创面模型，进一步研究KLF4调控MDSCs促进创面修复的可能机制。.最初的研究我们首先发现KLF4活化剂Mexicannin I在上调KLF4表达的同时，创面组织和血液中CD11b+IL-17a+细胞数量和炎性介质IL-17a的表达量均有明显下降。IL-17a是一种具有多效应的细胞因子，在机体抗感染过程中发挥关键作用，其异常表达也与多种自身免疫性疾病和肿瘤发生发展相关。Th17细胞是IL-17a的主要产生细胞之一，我们推测KLF4通过某种机制影响了Th17细胞，从而降低IL-17a表达促进伤口愈合。在体外用MDSCs和CD4+细胞在不同条件下进行共培养，流式检测结果表明KLF4高表达的MDSCs可显著降低CD4+细胞分化为Th17细胞的比例，同时细胞上清里IL-17a的浓度也有明显下降。对于KLF4低表达的ob/ob小鼠来源的MDSCs，使用KLF4活化剂APTO-253可以上调其KLF4表达，并降低共培养的CD4+细胞分化为Th17细胞的数量，从而使IL-17a分泌量下降。在ob/ob小鼠建立的慢性创面模型上，我们同样观察到KLF4活化剂可以促进创面愈合，同时伴有KLF4表达上调、创面和血液里MDSCs细胞数量上升和Th17细胞比例下降。以上结果表明KLF4诱导的MDSCs分化使得Th17细胞分化减少，导致IL-17a分泌减少，最终促进伤口愈合。此外，研究中原来使用的KLF4活化剂Mexicannin I一直由合作实验室提供而非商品化制剂，难以推广应用。我们找到了一个商品化的KLF4诱导剂APTO-253，体外及体内实验结果表明其效果与Mexicannin I相当，极大提高了本研究成果后期转化的可行性。.糖尿病患者的伤口愈合一直是一个临床难题，本研究初步阐明了KLF4促进创面修复的可能机制，有望成为解决此难题的一个治疗靶点，具有一定的临床应用价值。