骨髓源 α-SMA+巨噬细胞胆固醇代谢失衡促动脉粥样硬化斑块形成机制及潜在治疗靶点探索

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Dysregulated cholesterol uptake and efflux of bone marrow-derived α-SMA+ macrophages contribute to atherosclerotic plaque formation

为探究 α-SMA+巨噬细胞在动脉粥样硬化（AS）中的作用，苏州大学研究人员对单核细胞 / 巨噬细胞谱系追踪小鼠进行部分颈动脉结扎等实验。结果发现骨髓源 α-SMA+巨噬细胞促进 AS 斑块形成，该成果为 AS 防治提供潜在靶点。

　　心血管疾病如今已成为全球范围内的 “健康杀手”，每年因心血管疾病离世的人数居高不下，而动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）作为心血管疾病的主要 “肇事者”，约 80% 的心血管疾病相关死亡都与其有关。在 AS 的发展进程中，巨噬细胞可谓是 “关键角色”，它有着多种表型，不同表型在 AS 发病机制里扮演着不同角色。其中，α- 平滑肌肌动蛋白阳性（α-SMA⁺）的巨噬细胞已被发现在骨髓和 AS 斑块中存在，然而它在 AS 中究竟起着怎样的作用，一直是科学界的未解之谜。这个谜团就像一片乌云，笼罩在心血管疾病研究的上空，阻碍着人们对 AS 发病机制的深入理解，也限制了相关治疗手段的开发。

为了驱散这片乌云，苏州大学的研究人员勇挑重担，开展了一系列深入研究。他们希望通过研究，弄清楚 α-SMA⁺巨噬细胞在 AS 发展中到底有何作用，其影响 AS 的具体机制是什么，进而为 AS 的防治找到新的方向和潜在靶点。

研究人员巧妙地运用了多种实验技术来揭开谜底。在动物实验方面，他们对多种基因编辑小鼠进行了操作，如通过将 Acta2^f/f转基因小鼠与 LysM-Cre 小鼠杂交，构建出巨噬细胞特异性 Acta2 基因敲除（Acta2^MKO）小鼠；同时，将 CX₃CR1^GFP/+小鼠与 ApoE^-/-小鼠杂交，用于追踪单核细胞 / 巨噬细胞谱系细胞。此外，他们还进行了部分颈动脉结扎（Partial Carotid Ligation，PCL）手术，结合高脂饮食（High-Fat Diet，HFD）喂养，成功构建出 AS 小鼠模型。在细胞实验层面，他们培养了骨髓来源的巨噬细胞（Bone Marrow-Derived Macrophages，BMDMs）、小鼠巨噬细胞系 RAW264.7 以及小鼠主动脉内皮细胞（Mouse Aortic Endothelial Cells，MAECs） 。另外，研究中还使用了免疫荧光染色、蛋白质免疫印迹（Immunoblotting）、RNA 测序、实时定量聚合酶链式反应（Real-Time Quantitative PCR，RT-qPCR）等技术来检测相关指标。

经过一系列复杂而严谨的实验，研究人员得出了一系列重要结论。
首先，骨髓源 α-SMA⁺巨噬细胞在紊乱血流条件下会在血管内膜下积聚。研究人员利用 PCL 手术构建了紊乱血流模型，通过对 CX₃CR1^GFP/+小鼠颈动脉的免疫荧光染色和流式细胞术分析发现，在 PCL 术后 7 天，GFP⁺巨噬细胞大量浸润到血管内膜下，且这些巨噬细胞表达 α-SMA。同时，体外实验表明，振荡剪切应力（Oscillating Shear Stress，OS）能够诱导 BMDMs 中 α-SMA 的表达。
其次，骨髓源 α-SMA⁺巨噬细胞也会在 AS 斑块中积聚。研究人员通过对 CX₃CR1^GFP/+ApoE^-/-小鼠进行 PCL 手术并给予 HFD 喂养后发现，在颈动脉和主动脉的粥样硬化斑块中，GFP⁺巨噬细胞以及 GFP⁺α-SMA⁺巨噬细胞的数量均显著增加，免疫荧光分析进一步证实了这一结果。
然后，巨噬细胞 α-SMA 的缺失能够减轻 AS 斑块的形成。研究人员给 Acta2^f/f和 Acta2^MKO小鼠注射携带突变型 PCSK9 的腺相关病毒（Adeno-Associated Virus，AAV）并给予 HFD 喂养 12 周后发现，Acta2^MKO小鼠主动脉斑块大小明显减小，主动脉根部的脂质沉积、巨噬细胞浸润以及 α-SMA⁺区域也显著减少，不过该基因敲除对斑块稳定性没有影响。
最后，α-SMA 会诱导巨噬细胞对氧化低密度脂蛋白（Oxidized Low-Density Lipoprotein，Ox-LDL）的结合和摄取，并抑制脂质流出。在细胞实验中，过表达 α-SMA 的 RAW264.7 细胞对 Ox-LDL 的结合和摄取显著增加，而 Acta2^MKO的 BMDMs 对 Ox-LDL 的结合和摄取则减少。机制研究发现，α-SMA 可能通过 AKT 通路，上调清道夫受体 SR-A 的表达，同时下调胆固醇转运蛋白 ABCA1 的表达，从而促进脂质在巨噬细胞内的积累。

在研究结论和讨论部分，此次研究成果意义重大。一方面，它明确了骨髓源 α-SMA⁺巨噬细胞在 AS 发展中的作用，填补了该领域的多项空白，比如证实了这类巨噬细胞会在血管内膜下和 AS 斑块中积聚，且主要来源于骨髓而非 resident macrophages ；另一方面，揭示了其促进 AS 斑块形成的机制，为后续开发针对 α-SMA⁺巨噬细胞的治疗策略提供了理论依据。不过，研究也存在一些有待进一步探索的地方，例如虽然发现 AKT 通路参与了 α-SMA 诱导的脂质积累，但具体机制还需深入研究，同时 α-SMA 调节 ABCA1 转录的机制也尚不明确。

总的来说，这项研究为人们理解 AS 的发病机制打开了新的窗口，为未来心血管疾病的防治研究指明了新方向，有望推动相关治疗手段取得新突破。