孙兵研究组揭示了胞外基质蛋白ECM1调控炎症性肠炎的新机制

1月20日，国际学术期刊Proc Natl Acad Sci USA 在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）孙兵研究员团队与复旦大学附属华山医院刘杰教授合作的研究成果:ECM1 is an essential factor for the determination of M1 macrophage polarization in IBD in response to LPS stimulation。该研究发现炎症性肠炎的易感基因ECM1能够通过调控GM-CSF/STAT5信号通路促进M1巨噬细胞极化，进而介导肠道炎症反应同时抑制组织修复。

    炎症性肠炎(Inflammatory bowel disease :IBD) 是一种慢性复发性疾病，主要由上皮细胞损伤以及外界环境如肠道菌引起的异常炎症导致。患者不仅会出现严重的炎症性腹泻，还会增加患肠癌的风险，但目前尚没有药物可以进行有效治疗，所以研究 IBD的致病机理以及提出新的干预治疗措施，已成为近年来研究肠道免疫学的重要课题。

    IBD的发病机制可以分为宿主的易感性和环境因素两方面，目前包括NBS/LRR家族蛋白如NOD（nucleotide oligomerization domain）,自噬基因及Th17相关基因IL-23等被GWAS检测证实为IBD的易感基因。而在2008年ECM1也被发现与溃疡性结肠炎相关（Fisher et al. 2008a）。孙兵研究组自2011年以来，曾先后发现了ECM1在免疫系统中对多种免疫细胞如Th2细胞、Th17细胞及Tfh细胞等具有重要的调控功能（Li et al. 2011; Su et al. 2016; He et al. 2018）。那么作为IBD的易感基因，ECM1如何影响肠道炎症？

    研究团队对溃疡性结肠炎病人及葡聚糖硫酸钠DSS诱导的IBD小鼠的肠道组织样品进行分析后发现，ECM1在炎症条件下的巨噬细胞，特别是组织浸润的巨噬细胞中高表达，并在IBD进展过程中被显著性诱导表达。在进行脂多糖（LPS）处理后，特异性敲除ECM1的巨噬细胞中精氨酸酶1（ARG1）的表达增加，M1巨噬细胞极化的表型受到抑制。进一步的研究表明，ECM1可以通过粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子GM-CSF/ STAT5信号通路调节M1巨噬细胞的极化。同时巨噬细胞中ECM1基因的特异性敲除减轻了葡聚糖硫酸钠DSS诱导的IBD小鼠的病理变化。综上所述，ECM1在促进M1巨噬细胞极化方面具有重要功能，对于控制肠道的炎症和组织修复有重要作用，相关研究为IBD的治疗提供了新的干预靶点。

    该研究的共同第一作者为孙兵实验室张亚光博士后和李学真博士生，以及刘杰教授团队的罗忠光医生。孙兵研究员、刘杰教授以及张亚光博士后为本文共同通讯作者。特别感谢分子细胞中心动物平台、分子生物学技术平台、细胞分析技术平台对本研究的大力协助。该项研究受到了国家自然科学基金委、科技部、中科院等经费支持。