衰老骨髓通过促进促纤维化巨噬细胞持续存在加剧肺纤维化：机制探索与潜在治疗靶点发现

《Science Immunology》：An aging bone marrow exacerbates lung fibrosis by fueling profibrotic macrophage persistence

随着老龄化加剧，肺部疾病发病率上升，特发性肺纤维化（IPF）与衰老密切相关。为探究造血系统衰老对肺纤维化的影响，研究人员利用异时骨髓移植小鼠模型开展研究。结果发现，衰老骨髓会加剧肺纤维化，Treg介导的 IL-10 信号通路是潜在治疗靶点，为肺纤维化治疗提供新思路。

　　在人口老龄化日益严重的当下，人们对健康的关注度不断提高，肺部健康问题也愈发受到重视。随着年龄的增长，肺部似乎变得越来越 “脆弱”，更容易受到呼吸道病原体的侵袭，慢性肺部疾病的发病率也显著上升，其中特发性肺纤维化（IPF）就是一种与衰老密切相关的严重肺部疾病。IPF 以肺部组织进行性、严重的瘢痕化为特征，最终可导致肺功能衰竭，严重威胁患者的生命健康。虽然遗传因素和环境因素在其发病过程中起到一定作用，但年龄无疑是 IPF 发病的最主要风险因素。

在人体的免疫系统中，组织驻留（TR）肺泡巨噬细胞（AMs）在维持肺部稳态方面发挥着重要作用，就像忠诚的 “卫士” 守护着肺部的健康。在正常情况下，这些巨噬细胞能够自我更新，维持肺部环境的稳定。然而，当肺部受到严重炎症损伤，比如受到博来霉素（bleomycin）的伤害时，TR-AMs 会大量减少，此时骨髓中的单核细胞会被招募到肺部，并分化为单核细胞来源的 AMs（Mo-AMs）。Mo-AMs 在急性感染时能够发挥有益作用，但如果它们在肺部长期存在，就会 “变身” 为 “捣乱分子”，分泌促纤维化因子，激活成纤维细胞，进而导致肺纤维化的发生。

此前的研究主要集中在衰老的肺组织对肺纤维化的影响，而对于衰老的骨髓以及由其产生的造血免疫细胞在肺纤维化过程中的作用，人们了解得还不够深入。为了填补这一知识空白，来自 Medical University of Vienna 的研究人员展开了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Science Immunology》上，为我们理解肺纤维化的发病机制和寻找潜在治疗靶点提供了新的视角。

研究人员在实验过程中用到了多种关键技术方法。首先是骨髓移植技术，通过构建异时骨髓移植小鼠模型，将年轻小鼠（8 周龄）作为受体，分别移植来自年轻（8 周龄）或年老（70 周龄）小鼠的骨髓细胞，以此来研究衰老骨髓对肺纤维化的影响。同时，运用了流式细胞术对细胞进行分析和分选，借助该技术研究人员能够准确地识别和分析不同类型的免疫细胞，了解它们在肺纤维化过程中的变化。此外，转录组分析技术也发挥了重要作用，研究人员通过对细胞的转录组进行分析，揭示了不同细胞群体在基因表达层面的差异，进一步探究了肺纤维化的分子机制。

下面来看看具体的研究结果：

1. 衰老骨髓加剧小鼠博来霉素诱导的肺纤维化：研究人员对年轻和年老小鼠进行博来霉素气管内注射诱导肺纤维化实验。结果显示，年老小鼠病情更严重，体重持续下降，肺部胶原沉积增加，髓样细胞浸润增多，包括 Mo-AMs。进一步通过异时骨髓移植实验发现，年轻受体小鼠移植年老骨髓后，肺纤维化程度加重，表现为死亡率增加、体重下降明显、胶原沉积增多等，但博来霉素诱导的肺损伤程度并未改变。这表明衰老骨髓足以加剧肺纤维化的发展。
2. 衰老骨髓自主促进肺损伤时 Mo-AM 的流入增加：研究发现，年轻受体小鼠移植年老骨髓后，骨髓中的髓样祖细胞和成熟髓样细胞增多，BALF 中的 Mo-AMs、单核细胞等也相应增加，而 TR-AMs 数量减少。通过胸腔屏蔽实验和反向移植实验进一步证实，衰老骨髓能自主驱动 Mo-AM 流入，是疾病严重程度的关键决定因素，与肺组织或肺驻留免疫细胞的年龄无关。
3. 来自衰老骨髓的 Mo-AMs 向稳态表型的转变延迟：从炎症初期到纤维化发展阶段，研究人员对巨噬细胞进行分析。发现接受衰老骨髓移植的小鼠，其肺部 SiglecF^hi TR-AM 恢复较慢，SiglecF^lo Mo-AM 持续积累，且 Mo-AMs 在 D14 时未能上调 SiglecF 表达，转录组分析也显示其向稳态 TR-AM 表型转变延迟，这与肺损伤后恢复稳态的速度较慢相吻合。
4. 细胞内在因素决定 Mo-AM 流入，而环境信号随年龄增长延迟其转变：通过构建 1:1 混合骨髓嵌合体小鼠模型，研究发现衰老骨髓来源的细胞在骨髓和肺中表现出更强的髓样细胞偏向性，增加了 Mo-AM 的募集。但年轻造血细胞的存在有助于维持 TR-AM 数量或促进 Mo-AM 向 TR-AM 的转变，同时减轻纤维化程度。这表明 Mo-AM 的数量由细胞内在因素决定，而其转录表型和促纤维化特征受外在环境因素调控。
5. 造血衰老降低肺中 IL-10 的可用性并驱动促炎环境：接受衰老骨髓移植的小鼠在博来霉素诱导损伤后，肺中细胞因子谱发生改变，IL-10 水平降低。通过实验证实，IL-10 对维持稳态 TR-AMs、促进 Mo-AM 成熟至关重要，抑制 IL-10 会导致 Mo-AM 积累和表型改变，表明环境中的 IL-10 对决定 Mo-AM 的反应十分关键。
6. 造血衰老限制肺损伤时产生 IL-10 的 T_reg细胞：分析发现，造血衰老导致肺中产生 IL-10 的 T_reg细胞减少，CD4⁺ T 细胞产生的 IL-10 也相应降低。转录组分析显示，衰老骨髓受体小鼠的 T_reg细胞在数量和转录水平上均发生改变，且在人类肺样本中也观察到类似的与年龄相关的 T_reg细胞改变。
7. 产生 IL-10 的 T_reg细胞促进 Mo-AM 成熟并减轻纤维化：通过构建多种骨髓嵌合体小鼠模型和进行 T_reg细胞耗竭实验，研究表明 T_reg细胞来源的 IL-10 对促进 Mo-AM 成熟、减轻纤维化至关重要。缺乏 T_reg细胞或其产生的 IL-10 会导致 Mo-AM 积累、成熟延迟，进而加重肺纤维化。

综合研究结论和讨论部分，这项研究具有重要意义。研究人员通过实验揭示了衰老骨髓在肺纤维化发展中的关键作用，它不仅会增加 Mo-AM 的流入，还会阻碍其向稳态表型的转变，从而加剧肺纤维化。同时，发现 T_reg-IL-10 轴在调节 Mo-AM 功能和肺纤维化进程中起着关键作用，这为肺纤维化的治疗提供了一个有前景的治疗靶点。未来，有望基于这一发现开发出针对肺纤维化的新型治疗策略，为众多患者带来新的希望，在抗击肺纤维化的道路上迈出重要一步。