Macrophages undertake pivotal yet dichotomous functions during skin wound healing, mediating both early proinflammatory immune activation and late anti-inflammatory tissue remodeling processes. The timely phenotypic transition of macrophages from inflammatory M1 to proresolving M2 activation states is essential for efficient healing. However, the endogenous mechanisms calibrating macrophage polarization in accordance with the evolving tissue milieu remain undefined. In this study, we reveal an indispensable immunomodulatory role for fibroblast-secreted exosomes in directing macrophage activation dynamics. Fibroblast-derived exosomes permitted spatiotemporal coordination of macrophage phenotypes independent of direct intercellular contact. Exosomes enhanced macrophage sensitivity to both M1 and M2 polarizing stimuli, yet they also accelerated timely switching from M1 to M2 phenotypes. Exosome inhibition dysregulated macrophage responses, resulting in aberrant inflammation and impaired healing, whereas provision of exogenous fibroblast-derived exosomes corrected defects. Topical application of fibroblast-derived exosomes onto chronic diabetic wounds normalized dysregulated macrophage activation to resolve inflammation and restore productive healing. Our findings elucidate fibroblast-secreted exosomes as remote programmers of macrophage polarization that calibrate immunological transitions essential for tissue repair. Harnessing exosomes represents a previously unreported approach to steer productive macrophage activation states with immense therapeutic potential for promoting healing in chronic inflammatory disorders.

Abstract Efficient cutaneous wound healing requires a coordinated transition between inflammatory phases mediated by dynamic changes in leukocyte subset populations. Here, we identify STING as a key innate immune mediator governing timely resolution of inflammation by regulating macrophage dynamics during skin repair. Using a mouse model, we show STING deficiency caused delayed wound closure associated with abnormal persistence of TNF-α+ leukocytes. This resulted from the impaired macrophage recruitment. STING controlled the trafficking of bone marrow myeloid cells into blood and wounds, intrinsically enhancing macrophage migratory capacity through STAT3 activation. Specifically, STING modulated the production of monocyte chemokines and their receptors CCR2/CCR5 to enable efficient egress and wound infiltration. Consequently, disrupted systemic and local STING-STAT3-chemokine signaling combine to delay macrophage influx. This study elucidates STING as a critical rheostat tuning macrophage responses through STAT3 to orchestrate inflammatory resolution necessary for efficient wound healing. Our findings have broad implications for targeting STING therapeutically in both regenerative medicine and inflammatory disease contexts. STING regulates the macrophage trafficking through STAT3 in wound healing.

Motivation: In radiation therapy with PET images, CT and MR images are used for precise targeting, but acquiring them is expensive, time-consuming and increases radiation risk. Goal(s): Developing a deep learning model capable of dynamically switching to a specified mode enhances flexibility beyond traditional one-to-one cross-modal conversion methods. Approach: We developed a deep learning model with dynamic modality translation capabilities by the incorporation of switch layers within the decoder module. Results: The evaluations showed that our model excels at converting non-attenuation corrected PET images to attenuation corrected PET, MR, or CT images, making it easier to obtain additional modality images for radiation therapy. Impact: Dynamic conversion from NAC PET to desired modalities like AC PET, CT, or MRI on demand is more efficient, saving on data storage and processing, and offers customized imaging for specific clinical needs, enhancing workflow efficiency.