TRIB3通过内质网应激影响动脉粥样硬化中的吞噬细胞功能

《Circulation Research》：TRIB3 Links Endoplasmic Reticulum Stress to Impaired Efferocytosis in Atherosclerosis

脂质诱导的内质网应激通过激活ATF4-TRIB3信号轴抑制巨噬细胞Rab27a表达，导致efferocytosis效率下降和斑块坏死增加。靶向TRIB3可改善巨噬细胞清除能力，稳定动脉粥样硬化斑块，并揭示人类TRIB3 Q84R变异体与efferocytosis缺陷的关联。

　　在当今医学研究中，慢性炎症和免疫反应的失调已成为许多疾病进展的重要因素。其中，与脂质代谢异常相关的疾病，如肥胖和动脉粥样硬化，常常伴随着巨噬细胞的异常功能。巨噬细胞在这些病理过程中扮演着双重角色：一方面，它们参与组织修复和免疫防御；另一方面，当其功能受损时，可能加剧炎症反应和病变进展。最近的研究发现，巨噬细胞对凋亡细胞的吞噬（efferocytosis）在维持组织稳态和炎症消退中具有关键作用。然而，脂质积累如何影响这一过程，尤其是对巨噬细胞吞噬功能的抑制机制，仍然不甚明了。本研究通过系统分析，揭示了脂质诱导的内质网应激（ER stress）如何通过激活ATF4-TRIB3-Rab27a信号轴，导致巨噬细胞吞噬功能受损，进而促进动脉粥样硬化斑块的坏死和不稳定性。

### 脂质积累与内质网应激的关系

脂质代谢异常是多种慢性炎症疾病的核心特征之一。在动脉粥样硬化和肥胖等病理状态下，巨噬细胞会摄取大量脂质，形成“泡沫样巨噬细胞”（foamy macrophages）。这一过程不仅改变了巨噬细胞的形态和功能，还对细胞内部的代谢和信号通路产生深远影响。内质网应激是细胞对脂质过度积累的应答机制之一，其发生与细胞内蛋白质折叠异常、钙离子稳态失衡以及活性氧（ROS）的增加密切相关。这些因素共同作用，导致内质网应激的激活，进而影响巨噬细胞的吞噬功能。

研究中使用了7-酮胆固醇（7-KC）和棕榈酸（palmitate）作为脂质诱导内质网应激的模型。这些物质在高脂饮食和动脉粥样硬化斑块中富集，能够诱导巨噬细胞内质网应激反应。通过油红O染色，研究者观察到这些处理后的巨噬细胞内脂质沉积显著增加，表明其成功模拟了泡沫样巨噬细胞的特征。进一步通过Western blot检测，发现7-KC和palmitate处理显著提高了ATF4和XBP-1s（剪接的X-box结合蛋白1）的蛋白水平，这些是内质网应激的关键标志物。值得注意的是，尽管诱导了内质网应激，但并未观察到巨噬细胞死亡的增加，这说明所采用的脂质浓度主要诱发了适应性而非致死性应激反应，更符合动脉粥样硬化斑块中巨噬细胞的生理状态。

### 内质网应激对吞噬功能的影响

为了评估内质网应激是否影响巨噬细胞的吞噬效率，研究者使用了荧光标记的凋亡细胞进行体外和体内实验。在体外实验中，7-KC和palmitate处理的巨噬细胞对凋亡细胞的吞噬效率显著下降，这一现象在使用化学伴侣4-苯基丁酸（4-PBA）处理后得到逆转。4-PBA是一种已知的内质网应激缓解剂，其作用机制是通过稳定蛋白质折叠，减少内质网应激的激活。体外实验和体内实验均表明，减轻内质网应激能够恢复巨噬细胞对凋亡细胞的吞噬能力，从而加速炎症的消退。

在体内实验中，研究者利用高脂饮食诱导肥胖的小鼠模型，观察到肥胖小鼠的内质网应激标志物XBP-1s表达水平高于瘦小鼠。进一步通过腹腔灌洗收集细胞，分析巨噬细胞对凋亡中性粒细胞的吞噬效率。结果显示，肥胖小鼠的吞噬效率明显低于瘦小鼠，而使用4-PBA处理后，这一缺陷得以改善。此外，肥胖小鼠的促炎因子肿瘤坏死因子（TNF）水平升高，而抗炎脂质介质脂氧素A4（LXA4）水平下降，这一现象在4-PBA处理后被逆转。这些结果进一步支持了内质网应激对巨噬细胞吞噬功能的抑制作用。

### 内质网应激影响吞噬功能的机制

为了揭示内质网应激如何导致吞噬功能受损，研究者进一步探索了其分子机制。他们发现，内质网应激通过激活ATF4信号通路，上调TRIB3（Tribbles假激酶3）的表达。TRIB3是一种多功能蛋白，参与细胞信号调控、胰岛素分泌、脂质代谢、免疫反应、细胞周期和转录抑制等多种生物学过程。在实验中，7-KC处理的巨噬细胞TRIB3表达水平显著增加，同时Rab27a的表达水平下降。Rab27a是促进膜泡向吞噬体融合的关键蛋白，其表达减少直接导致吞噬体闭合延迟，进而影响凋亡细胞的吞噬效率。

通过siRNA敲低ATF4或TRIB3，研究者验证了这一信号通路的因果关系。结果显示，ATF4的抑制能够恢复7-KC处理后的吞噬效率，而TRIB3的抑制则能显著提高巨噬细胞的吞噬能力。此外，TRIB3的表达增加还会导致Rab27a的表达减少，这表明TRIB3在ATF4下游、Rab27a上游，是连接内质网应激与吞噬功能受损的关键节点。这些发现表明，脂质诱导的内质网应激通过ATF4-TRIB3-Rab27a信号轴抑制巨噬细胞的吞噬功能，从而加剧斑块坏死和炎症反应。

### 人类研究与临床意义

为了评估这一机制在人类中的适用性，研究者检测了携带TRIB3 Q84R冠状动脉疾病风险变异的人类巨噬细胞的吞噬功能。Q84R是一种常见的单核苷酸多态性（SNP），其特征是谷氨酰胺（Q）被精氨酸（R）取代，导致TRIB3蛋白活性增强。研究发现，携带Q84R变异的巨噬细胞TRIB3表达水平显著升高，同时吞噬凋亡细胞的效率下降。这一结果与动物实验中的发现一致，表明TRIB3在人类中也扮演着类似的角色。

进一步在人类颈动脉内膜切除术（carotid endarterectomy）样本中，研究者发现，不稳定斑块区域的TRIB3表达水平高于稳定区域。这一现象提示TRIB3的表达水平与斑块的不稳定性存在正相关。结合单细胞RNA测序数据，研究者发现，斑块巨噬细胞中TRIB3表达水平升高时，RAB27A的表达水平降低，进一步支持TRIB3对Rab27a的抑制作用。这些结果表明，TRIB3的上调不仅在动物模型中，也在人类动脉粥样硬化斑块中发挥重要作用，从而加剧斑块坏死和不稳定性。

### 疾病模型与治疗策略

为了验证TRIB3在动脉粥样硬化中的关键作用，研究者利用骨髓移植技术，构建了特异性敲除TRIB3的造血细胞小鼠模型。这些小鼠在高脂饮食诱导下，形成了较为严重的动脉粥样硬化斑块。然而，与野生型小鼠相比，TRIB3敲除小鼠的斑块中TRIB3表达水平显著下降，Rab27a表达水平上升，且斑块坏死程度显著降低。此外，TRIB3敲除小鼠的斑块显示出更高的胶原沉积，这表明其斑块稳定性得到了改善。

在体外实验中，研究者发现TRIB3的过表达会显著抑制Rab27a的表达，从而导致吞噬功能的下降。相反，TRIB3的敲低能够恢复吞噬功能，表明TRIB3是调控这一过程的关键靶点。这些结果表明，通过抑制TRIB3信号通路，可以显著改善巨噬细胞的吞噬效率，从而促进斑块的稳定。

### 研究的意义与展望

本研究揭示了脂质诱导的内质网应激如何通过ATF4-TRIB3-Rab27a信号轴抑制巨噬细胞的吞噬功能，进而导致斑块坏死和不稳定性。这一发现不仅加深了我们对动脉粥样硬化病理机制的理解，也为开发新的治疗策略提供了理论依据。例如，通过靶向抑制TRIB3信号，可以增强巨噬细胞对凋亡细胞的清除能力，从而减少炎症反应和斑块坏死，提高斑块的稳定性。

此外，研究还发现TRIB3 Q84R变异在人类中与较高的斑块不稳定性相关。这一变异不仅与代谢性疾病如2型糖尿病和动脉粥样硬化有关，还可能独立于代谢因素，影响斑块的进展和破裂风险。因此，识别TRIB3作为调控吞噬功能的关键分子，对于理解慢性炎症疾病的发病机制具有重要意义。

本研究的局限性在于，内质网应激的调控机制是复杂的，不同类型的应激可能激活不同的信号通路，进而影响吞噬功能。此外，TRIB3的表达可能在非巨噬细胞中也具有重要功能，因此未来研究需要进一步明确其在不同细胞类型中的作用。尽管如此，研究者提出，针对巨噬细胞TRIB3的靶向干预，如使用纳米药物沉默其表达，可能成为一种有效的治疗策略，用于增强吞噬功能并稳定动脉粥样硬化斑块。

综上所述，本研究通过体外和体内实验，揭示了脂质诱导的内质网应激如何通过ATF4-TRIB3-Rab27a信号轴影响巨噬细胞的吞噬功能。这一机制不仅在动物模型中得到验证，也在人类中表现出相似的趋势，为未来的临床治疗提供了新的思路。随着对这一信号通路的深入研究，开发针对性的治疗策略，将有望改善与内质网应激相关的多种慢性疾病，包括动脉粥样硬化、肥胖、慢性阻塞性肺病（COPD）、炎症性肠病（IBD）和神经退行性疾病等。