急性心肌梗死空间多组学揭示vWF介导的免疫细胞经心内膜浸润新机制

本期推荐：心肌梗死(MI)后免疫细胞浸润机制不明制约治疗策略。本研究通过整合成像转录组(Molecular Cartography)、序贯免疫荧光(SeqIF)和深度视觉蛋白质组学(DVP)技术，首次发现心肌梗死急性期CCR2+单核/巨噬细胞经心内膜浸润的新途径，证实血管性血友病因子(vWF)是关键介质。功能阻断实验表明vWF抗体可减少单核细胞浸润但恶化心功能，为靶向免疫调节治疗提供新思路。

　　

心肌梗死仍是全球主要死因，尽管再灌注治疗取得进展，但长期死亡率仍居高不下。其中一个关键原因是，我们对急性期分子信号和组织微环境变化如何影响长期修复与重塑的理解仍不深入。特别是在心肌梗死急性期，坏死细胞释放应激信号导致免疫细胞（中性粒细胞、单核细胞/巨噬细胞、T细胞等）浸润梗死区，但免疫细胞的具体浸润路径和调控机制尚不清楚。这种认知空白限制了靶向免疫调节治疗策略的发展。

为了深入解析心肌梗死后的细胞空间动态，研究人员采用多组学整合研究策略。关键技术方法包括：1) 使用Resolve Biosciences的Molecular Cartography技术对小鼠心脏组织进行100个基因靶标的空间转录组分析；2) 采用Lunaphore COMET平台进行16重抗体标记的序贯免疫荧光(SeqIF)成像；3) 通过激光显微切割结合超灵敏蛋白质组学(Deep Visual Proteomics)分析心内膜区域蛋白表达；4) 建立针对心脏组织的计算分析流程(nf-core/molkart)处理空间数据；5) 使用功能阻断抗体验证vWF在免疫细胞浸润中的作用。所有动物实验均使用C57BL/6NRj雌性小鼠，符合伦理规范。

Single-cell resolved spatial transcriptomic analysis of acute MI

通过分子制图技术对69,028个细胞进行分析，成功鉴定出急性心肌梗死过程中的主要细胞类型，包括健康与应激心肌细胞（表达Nppa和Nppb）、血管周细胞、平滑肌细胞、内皮细胞、心脏成纤维细胞以及浸润的髓系和淋巴样细胞。研究发现梗死区域中心肌细胞比例从对照组的57.9%降至第4天的10%，而心脏成纤维细胞从6.6%增加至30.8%，髓系细胞从4%显著增加至28%。

Cellular neighborhood analysis of spatial transcriptomic data highlights the dynamic spatiotemporal changes during acute MI

应用MISTy模型分析发现，在梗死2天后，心内膜细胞与髓系细胞之间存在显著的空间相互作用。通过LIANA+局部双变量分析证实，这种相互作用主要集中在心内膜梗死区。欧几里得距离测量显示，心内膜细胞与最近髓系细胞的距离在梗死2天和4天后显著缩短。

Highly multiplexed antibody-based imaging confirms immune cell infiltration via the endocardial layer in acute MI

SeqIF分析进一步验证了髓系细胞经心内膜浸润的现象。细胞距离分析发现，梗死24小时后髓系细胞与心内膜细胞的间距最小（中位距离=24μm）。区域定量分析显示CCR2⁺单核/巨噬细胞在心内膜梗死区的数量在24小时达到峰值。

Spatial proteomics of the endocardial layer highlights vWF involvement in immune cell infiltration

通过激光显微切割结合蛋白质组学分析，发现梗死区心内膜(vWF)表达显著上调，同时炎症反应和补体系统通路激活。人类心脏单核RNA测序数据验证了急性心肌梗死患者心内膜细胞vWF表达上调。

Functional blocking of vWF modifies immune cell infiltration and infarct recovery

免疫荧光染色显示vWF表达与CCR2⁺细胞存在显著相关性。功能实验表明，vWF阻断抗体处理后，心内膜梗死区的单核/巨噬细胞浸润显著减少，但心功能恶化，梗死变薄更明显。

本研究首次揭示了急性心肌梗死时免疫细胞经心内膜浸润的新途径，并确定vWF是这一过程的关键介质。研究发现不仅拓展了对心肌免疫反应的理解，还为治疗策略提供了新靶点——针对特定浸润途径的免疫调节可能改善心肌修复。然而，vWF阻断后功能恶化的现象提示心内膜浸润的髓系细胞可能具有修复功能，这反映了心肌梗死免疫反应的复杂性。研究采用的多组学空间技术为心血管研究提供了新范式，未来有望应用于更多疾病模型的研究中。

研究局限性包括转录panel仅包含100个基因，可能遗漏重要标志物；细胞分割缺乏心脏特异性标准参考。尽管通过多种技术验证了主要发现，但对心内膜vWF上调的具体诱导信号仍未完全阐明，这为后续研究指明了方向。