这篇文档属于类型a，是一篇关于Gasdermin D（GSDMD）介导的代谢互作促进组织修复的原创性研究论文。以下是详细的学术报告：

一、研究团队与发表信息

本研究由浙江大学医学院免疫学研究所、邵逸夫医院、良渚实验室等机构的多位学者合作完成，通讯作者为Di Wang和Zhexu Chi。论文于2024年9月5日被*Nature*期刊接受，在线发表于*Nature*官网（DOI: 10.1038/s41586-024-08022-7），标题为《Gasdermin D-mediated metabolic crosstalk promotes tissue repair》。

二、学术背景

科学领域：本研究属于免疫代谢与组织再生交叉领域，聚焦于巨噬细胞（macrophage）在损伤修复中的作用机制。
研究动机：
1. 背景知识：
- GSDMD是细胞焦亡（pyroptosis）的关键执行蛋白，通过形成膜孔释放炎症因子（如IL-1β），但其在非焦亡状态下的功能尚不明确。
- 组织再生依赖巨噬细胞与肌肉干细胞（muscle stem cells, MuSCs）的协同作用，但代谢物如何参与这一过程缺乏系统性研究。
2. 研究目标：
- 揭示GSDMD在组织修复中的非经典功能；
- 鉴定巨噬细胞通过GSDMD孔释放的促修复代谢物；
- 阐明代谢物调控MuSCs再生的分子机制。

三、研究流程与方法

1. 动物模型构建与表型分析

• 研究对象：
  
  • 基因敲除小鼠：构建髓系特异性GSDMD敲除（Gsdmd^f/f-Lyz2-cre）和Ephx2（可水解11,12-EET的酶）敲除小鼠。
    
  • 损伤模型：采用心脏毒素（cardiotoxin, CTX）诱导小鼠胫骨前肌（TA）急性损伤，模拟肌肉再生过程。
    
• 实验方法：
  
  • 组织学分析：H&E染色、免疫荧光（标记Pax7、Ki67、MyoD等MuSCs标志物）。
    
  • 功能检测：肌纤维横截面积（CSA）测量、握力测试。
    
• 关键发现：
  
  • GSDMD缺失导致再生延迟，表现为坏死面积持续、肌纤维CSA减小、MuSCs增殖分化受阻（图1a-k）。
    
  • 单细胞测序（scRNA-seq）显示GSDMD缺失扰乱MuSCs从静息态向增殖态的转变（图2a-d）。
    

2. 代谢物筛选与机制验证

• 代谢组学策略：
  
  • 体外模型：用LPS+尼日利亚菌素（nigericin）或poly(dA:dT)激活巨噬细胞，通过3 kDa超滤膜分离代谢物（ kDa为小分子组分）。
    
  • 靶向检测：LC-MS/MS鉴定11,12-环氧二十碳三烯酸（11,12-EET）为GSDMD依赖性分泌的代谢物（图3d-e）。
    
• 功能验证：
  
  • 11,12-EET直接促进MuSCs增殖（图3k-m）和肌管融合（图3a-b）。
    
  • Ephx2敲除小鼠因11,12-EET积累加速再生（图4a-h），而GSDMD缺失抵消此效应（图4i-n）。
    

3. 分子机制解析

• 信号通路：
  
  • 11,12-EET通过增强FGF（成纤维细胞生长因子）的液-液相分离（liquid-liquid phase separation, LLPS），放大FGFR-MAPK/PI3K-Akt信号（图5a-j）。
    
  • 体内实验证实FGFR抑制剂可阻断11,12-EET的促再生作用（补充图9e-g）。
    

4. 跨器官验证与衰老模型

• 应用拓展：
  
  • 角膜损伤模型：11,12-EET滴眼促进角膜上皮干细胞（Krt14⁺）增殖（图6e-h）。
    
  • 皮肤损伤模型：11,12-EET加速伤口闭合（图6i-k）。
    
• 衰老干预：
  
  • 老年肌肉中Ephx2表达升高，11,12-EET水平降低；外源补充11,12-EET可 rejuvenate（ rejuvenate）老年肌肉功能（图6l-q）。
    

四、主要结果与逻辑链条

1. 表型关联：GSDMD缺失→巨噬细胞代谢物分泌缺陷→MuSCs激活受阻→再生延迟。
   
2. 代谢物鉴定：11,12-EET是GSDMD孔依赖性释放的关键效应分子。
   
3. 机制递进：11,12-EET通过物理调控FGF相分离增强信号传导，突破配体浓度限制。
   
4. 转化意义：在多种损伤模型和衰老组织中验证11,12-EET的广谱修复作用。
   

五、研究结论与价值

1. 科学价值：
   
   • 揭示了GSDMD的非焦亡功能，提出“代谢物分泌”是巨噬细胞-干细胞互作的新范式。
     
   • 首次将相分离机制与代谢物信号传导关联，为生长因子调控提供新视角。
     
2. 应用潜力：
   
   • 11,12-EET或可成为治疗组织损伤和衰老相关退行性疾病的候选分子。
     
   • 靶向Ephx2-GSDMD-11,12-EET轴可能开发新型再生疗法。
     

六、研究亮点

1. 方法创新：
   
   • 结合超滤膜分离与多组学（代谢组+scRNA-seq）筛选功能性代谢物。
     
   • 建立“非裂解性焦亡”体外模型（糖氨酸保护膜完整性）。
     
2. 理论突破：
   
   • 发现GSDMD介导的代谢物分泌是组织修复的早期驱动力。
     
   • 阐明代谢物通过物理相变调控生长因子信号的新机制。
     

七、其他重要内容

• 人类数据验证：老年人类肌肉中Ephx2表达升高（图6r），分离的人MuSCs对11,12-EET响应显著（图6s-u），支持临床转化潜力。
  
• 跨学科意义：研究整合了免疫学、代谢工程、生物物理学和衰老生物学，为交叉学科研究提供范例。
  

（注：文中所有实验数据均基于原文图表标注的样本量，统计方法包括双尾t检验、ANOVA等，具体见原文方法部分。）