作者
胡美玲
责编
李同
背景介绍巨噬细胞表达受体酪氨酸激酶家族，如Tyro3、AXL和MerTK(TAM)等，在激活后响应组织损伤，可介导凋亡细胞的清除及调节炎症因子的产生，因此被认为是无菌性伤口愈合过程中促进炎症消退的治疗靶点。已有研究证实了心肌梗死后巨噬细胞中激活的MerTK可促进急性炎症消退，促进组织修复[1-3]，但其他TAM受体在心肌损伤后组织修复中的作用还知之甚少。有文献报道在终末期心力衰竭患者的心脏活检组织中AXL蛋白表达增加，并且心力衰竭期间可溶性AXL(solAXL)升高、炎症标志物升高和不良预后之间也存在一定的相关性[4,5]。综上，AXL或solAXL是否影响初期的炎症反应及修复型巨噬细胞还有待论证。
年3月，TheJournalofClinicalInvestigation杂志发表了一篇题为MacrophageAXLreceptortyrosinekinaseinflamestheheartafterreperfusedmyocardialinfarction的研究论文，该研究揭示了巨噬细胞中AXL在心肌缺血/再灌注损伤（ischemia/reperfusioninjury,IRI）后对组织炎症与修复的调控作用（点击文末“阅读原文”获得原文）。
内容简介★心脏IRI后巨噬细胞AXL上调促进心脏不良预后
作者首先发现在梗死后小鼠心脏中AXL主要高表达于髓系来源的巨噬细胞亚群，并且在IRI后30天仍保持较高水平。另外，在缺血性心肌病患者移植心脏的梗死周围组织中获得的巨噬细胞中也发现AXL的高表达。
作者进一步构建全身性AXL敲除小鼠IRI模型并评估其左心室(LV)重构和收缩功能，发现与Axl+/+小鼠相比，Axl-/-小鼠的梗死面积较小，且心功能得到保护。由于AXL在一些非髓系细胞中也有表达，作者随之构建髓系特异性缺失AXL的小鼠IRI模型，发现髓系缺失AXL的IRI小鼠的心梗面积明显更小一些。由于在其它髓系细胞如单核细胞和中性粒细胞中未检测到AXL，故以上结果表明AXL主要在巨噬细胞中激活发挥作用。
★巨噬细胞AXL通过增强TLR4启动的炎性小体活化促进IRI后的炎症反应
作者旨在进一步阐述AXL缺乏是否影响IRI后心脏免疫细胞浸润的程度与功能。流式细胞术的结果表明AXL敲减在不影响小鼠的IRI损伤灶周围巨噬细胞浸润总数的前提下，可诱导修复型巨噬细胞的比例增加。
作者进一步通过LPS刺激的骨髓来源的巨噬细胞(BMDM)探究发现AXL缺乏可下调促炎基因，并上调抗炎基因表达。此外，AXL缺乏可抑制caspase-1剪切和IL-1β分泌，提示AXL缺乏时炎性小体活化减弱。作者在血清饥饿的BMDM中加入AXL特异性激动剂Gas6，发现TLR4启动的炎症小体活化增加，但Ax1缺失时这一影响消失。因此，以上结果提示IRI后AXL信号可增强巨噬细胞中TLR4启动的炎性小体活化并促进炎症反应。
★巨噬细胞AXL信号通过STAT1信号活化促进HIF依赖的糖酵解代谢转换
既往研究显示由TLR4信号激活的巨噬细胞将转向以糖酵解为主的代谢，以满足产生IL-1β的能量需求，因此作者测定了LPS刺激后AXL+/+和AXL-/-BMDM的胞外酸化率，发现AXL缺乏会抑制巨噬细胞向糖酵解的转换，而AXL激动剂则促进糖酵解的增加。作者进一步探究AXL是否影响HIF-1α的激活，发现AXL缺乏降低HIF-1α以及糖酵解代谢相关基因的表达。相应地，用HIF-1α激动剂氯化钴处理BMDM后AXL-/-BMDM的糖酵解代谢恢复到与AXL+/+BMDM相似的水平。以上结果说明巨噬细胞转换到HIF-1α依赖的糖酵解需要AXL信号的参与。
已有文献报道AXL信号促进STAT1的磷酸化和激活，而STAT1与缺氧诱导因子-1α信号和IL-1β产生相关，于是作者检测LPS刺激BMDM后和IRI后心脏巨噬细胞中STAT1的磷酸化水平，发现体内外结果一致，即AXL缺乏会抑制p-STAT1的表达。由此，作者进一步用LPS刺激对STAT1-/-BMDM，发现STAT1缺乏会使HIF-1α活性减弱，糖酵解代谢转换受损以及IL-1β分泌减少。因此，这些结果充分表明AXL信号通过活化STAT1信号增强HIF-1α参与的TLR4活化进而促进炎性巨噬细胞糖酵解重编程。
★Axl独立于MerTK抑制IRI后的心脏修复，其水解产物solAXL抑制炎症
为了确定AXL-/-小鼠是否通过增强巨噬细胞吞噬功能来抑制炎症、改善心脏修复，作者通过IRI后心肌细胞特异的mCherry蛋白与巨噬细胞的关联检测来量化巨噬细胞的吞噬功能，发现IRI后巨噬细胞对心肌细胞碎片的清除率虽然显著升高，但AXL+/+和AXL-/-小鼠IRI后的吞噬作用并无差异，这表明AXL和MerTK独立地调节巨噬细胞的重编程。作者还构建AXL和MerTK单独受体缺陷小鼠和AXL和MerTK共同缺陷小鼠，发现IRI后，与AXL单独缺失相比，单独缺失MerTK会恶化IRI后的心脏修复和收缩功能。但是，同时缺乏AXL和MerTK的小鼠在IRI后与单独缺乏AXL的小鼠具有相似的心脏修复和收缩功能改善，AXL-/-MerTK-/-小鼠IRI后修复型心脏巨噬细胞增多。综上所述，以上结果说明AXL独立于MerTK在IRI后损伤心脏修复。
最后，由于心力衰竭期间solAXL升高、炎症标志物升高和不良预后之间存在相关性，作者构建AXLCR/CR小鼠，AXL无法水解产生solAXL。对AXL+/+和AXLCR/CR的BMDM以LPS刺激后的STAT1炎症通路活化、HIF-1α依赖的糖酵解转化、炎症小体活化以及小鼠IRI后的组织炎症及修复情况进行检测，发现solAXL缺乏促进巨噬细胞炎症，加重IRI后的不良心室重构，以上结果表明AXL被水解可抑制巨噬细胞炎症，保护IRI后的心功能。
研究总结综上所述，该工作证实了与MerTK相比，AXL通过促进巨噬细胞向糖酵解代谢的转换来刺激炎症反应，不利于心脏的修复，并且发现AXL被其蛋白酶水解可抑制这一过程。
参考文献
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2DeBergeM,YeapXY,DehnS,ZhangS,GrigoryevaL,MisenerS,etal.MerTKCleavageonResidentCardiacMacrophagesCompromisesRepairAfterMyocardialIschemiaReperfusionInjury.CircRes;:-40.
3HowangyinK-Y,ZlatanovaI,PintoC,NgkeloA,CochainC,RouanetM,etal.Myeloid-Epithelial-ReproductiveReceptorTyrosineKinaseandMilkFatGlobuleEpidermalGrowthFactor8CoordinatelyImproveRemodelingAfterMyocardialInfarctionviaLocalDeliveryofVascularEndothelialGrowthFactor.Circulation;:-39.
4BatlleM,Recarte-PelzP,RoigE,CastelMA,CardonaM,FarreroM,etal.AXLreceptortyrosinekinaseisincreasedinpatientswithheartfailure.IntJCardiol;:-9.
5CaldenteyG,GarcíaDeFrutosP,CristóbalH,GarabitoM,BerruezoA,BoschX,etal.SerumlevelsofGrowthArrest-Specific6proteinandsolubleAXLinpatientswithST-segmentelevationmyocardialinfarction.EurHeartJAcuteCardiovascCare;8:-16.
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