TREM2 缺失介导巨噬细胞凋亡调控放射性皮肤损伤创面修复的机制研究
一、研究背景
放射性皮肤损伤（Radiation-Induced Skin Injury, RISI）是肿瘤放射治疗高发并发症，约 95% 放疗患者可出现不同程度皮损。相较于普通创伤，RISI 病理特点为持续性炎症浸润、微血管广泛损伤、创面迁延难愈，重症可发生皮肤破溃坏死，造成放疗被迫中止；此外该损伤亦是核泄漏、职业放射暴露事件中的重点救治疾病。
巨噬细胞是皮肤创面修复的关键固有免疫细胞，M1 巨噬细胞启动早期炎症反应，M2 亚型介导抗炎及组织重塑，辐射刺激易造成巨噬细胞大量凋亡、极化紊乱，是放射性创面难以愈合的重要诱因，但辐射造成巨噬细胞功能失常的分子机制仍有待阐明。髓系细胞触发受体 2（TREM2）主要表达于巨噬细胞等髓系细胞，已被证实参与炎症调控与组织损伤修复，但其在 RISI 中的表达规律、调控通路及生物学功能尚无系统性研究。
基于上述临床与科研现状，复旦大学附属中山医院亓发芝、南方医科大学东莞市人民医院周军利、陆军军医大学新桥医院张一鸣牵头多中心团队，借助单细胞测序、基因编辑动物模型、细胞移植等技术开展机制探究。研究阐明辐射环境下 TREM2 异常调控机制，证实 ROS–NRF2–ADAM17 通路介导 TREM2 蛋白剪切脱落，进而诱发巨噬细胞凋亡、修复能力下降；回输 TREM2⁺巨噬细胞可抑制局部炎症、加快创面愈合。该成果发表于Research，为 RISI 靶向新药研发与细胞治疗提供理论依据。
二、材料与方法
2.1 实验动物
SPF级C57BL/6野生型小鼠、TREM2全基因敲除小鼠（Trem2⁻/⁻），6~8周龄，雌雄各半；小鼠背部脱毛后统一剂量局部X线照射构建标准化放射性皮肤损伤动物模型，分为野生对照组、单纯放射组、Trem2敲除放射组、TREM2⁺巨噬细胞移植干预组。
2.2 细胞分离与体外实验
分离小鼠骨髓源性原代巨噬细胞，分别构建TREM2过表达慢病毒载体、TREM2沉默siRNA，体外电离辐射造模；设置空白对照组、单纯辐照组、TREM2过表达辐照组、TREM2敲低辐照组，检测细胞凋亡率、M1/M2标志物表达、ROS水平、NRF2与ADAM17蛋白表达、ERK通路磷酸化水平。
2.3 高通量测序分析
取放射损伤第3、7、14天小鼠创面皮肤组织，分离真皮髓系细胞开展单细胞RNA测序；全组织RNA测序分析Trem2与ADAM17表达相关性；CHIP-seq验证NRF2蛋白与ADAM17基因启动子区结合位点。
2.4 细胞移植干预实验
体外分选纯化TREM2⁺巨噬细胞，于小鼠放射性创面局部真皮层多点注射移植，对照组注射等体积PBS与普通巨噬细胞，连续观察21 d，记录创面愈合率、组织病理切片炎症浸润程度、胶原沉积水平。
2.5 分子生物学检测
流式细胞术检测巨噬细胞凋亡与极化分型；Western blot检测TREM2、NRF2、ADAM17、p-ERK、BAX、BCL2、活化Caspase-3蛋白表达；免疫组化定位创面组织TREM2⁺巨噬细胞分布与胶原表达。
三、实验结果
3.1 放射诱导巨噬细胞TREM2“转录升高、蛋白缺失”双向异常
单细胞测序结果显示，放射性皮肤损伤创面真皮中富集特异性TREM2⁺巨噬细胞亚群，是创面炎症调控网络关键细胞节点；mRNA检测提示辐照后巨噬细胞Trem2基因转录水平显著上调，但细胞膜表面TREM2成熟蛋白表达显著下降，出现mRNA与蛋白表达背离的假性高转录、真性蛋白缺失现象；RNA-seq相关性分析证实Trem2与Adam17基因表达呈显著正相关。
图1 放射后ROS-NRF2-ADAM17介导的TREM2脱落导致TREM2缺乏影响巨噬细胞极化及放射抵抗
3.2 ROS-NRF2介导ADAM17上调是TREM2膜蛋白脱落的上游通路
电离辐射诱导细胞内大量活性氧（ROS）累积，ROS可诱导NRF2入核活化；CHIP-seq证实活化NRF2可特异性结合Adam17基因启动子并促进其转录，上调的ADAM17作为膜蛋白酶剪切巨噬细胞膜表面TREM2胞外结构域，造成功能性TREM2脱落失活，阻断下游保护性信号传导，形成ROS-NRF2-ADAM17-TREM2调控轴。
3.3 TREM2缺失通过抑制ERK通路促进巨噬细胞凋亡、阻滞M2修复极化
TREM2基因敲除小鼠经同等剂量放射后，巨噬细胞凋亡率较野生型显著升高；
机制层面，功能性TREM2可激活ERK1/2信号通路，上调抗凋亡蛋白BCL2、下调促凋亡BAX与活化型Caspase-3，维持线粒体结构完整；TREM2缺失后ERK磷酸化水平下降，线粒体功能受损，Caspase凋亡级联被持续激活；同时TREM2缺失显著抑制巨噬细胞由促炎M1向抗炎修复M2亚型转化，创面局部促炎因子持续高表达。
3.4 TREM2⁺巨噬细胞局部移植改善放射性创面修复
动物体内干预实验显示，相较于PBS对照组与普通巨噬细胞移植组，局部输注TREM2⁺巨噬细胞可明显降低创面真皮炎症细胞浸润、提升Ⅰ/Ⅲ型胶原沉积速率，缩短创面结痂与上皮化时间，显著提升放射性皮肤创面愈合效率。
图2 TREM2通过影响ERK1/2-BAX/BCL2-Caspase级联反应调控巨噬细胞凋亡及极化，最终导致放射性皮肤损伤愈合延迟
四、讨论
该研究首次完整阐明放射环境下TREM2表达失衡的分子机理，解析ROS-NRF2-ADAM17-TREM2-ERK完整调控轴，解释了临床放射性皮肤损伤巨噬细胞功能受损、创面久不愈合的关键分子原因。放射产生的大量ROS是始动因素，通过转录因子NRF2上调剪切酶ADAM17，消耗细胞膜功能性TREM2，进而阻断ERK抗凋亡信号，造成巨噬细胞凋亡增加、修复型M2极化受阻，最终引发创面慢性炎症迁延不愈。
目前临床RISI治疗以对症保湿、抗炎药膏、生长因子外用为主，缺乏靶向根源的治疗方案。该研究从两方面提供转化思路：一是小分子抑制剂靶向抑制ADAM17酶活性或阻断NRF2-ADAM17转录结合，减少TREM2蛋白剪切脱落，内源提升巨噬细胞TREM2功能；二是体外制备富集TREM2⁺巨噬细胞制剂，局部细胞输注实现创面精准修复，该方案既可用于肿瘤放疗前预防性皮肤防护，也可用于核事故、重度放射性皮肤溃疡的急救修复。
研究仍存在局限性：仅基于小鼠动物模型完成体内验证，后续需开展临床原代人源巨噬细胞体外实验与小样本临床探索，明确靶向TREM2干预在人体放射性皮炎中的安全性与有效性；同时可继续筛选可穿透皮肤、稳定TREM2的小分子外用药物，便于临床转化。
五、结论
放射应激通过ROS-NRF2-ADAM17通路介导巨噬细胞膜TREM2蛋白异常剪切缺失，TREM2匮乏下调ERK信号通路、诱发巨噬细胞凋亡与M2极化障碍，是放射性皮肤损伤迁延难愈的核心机制；靶向维持TREM2稳定性或局部移植TREM2⁺巨噬细胞能够有效减轻创面炎症、促进组织修复，为放射性皮肤损伤新药研发与细胞临床治疗提供全新实验依据。