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这篇综述聚焦于动脉粥样硬化斑块微环境。阐述了其细胞和细胞外成分在疾病进展中的关键作用，探讨了内皮细胞与白细胞、血管平滑肌细胞（vSMCs）等的相互作用，以及巨噬细胞的吞噬凋亡细胞（efferocytosis）功能。还介绍了针对斑块微环境的治疗策略，为防治动脉粥样硬化心血管疾病提供新视角。
动脉粥样硬化的发生与发展
动脉粥样硬化是一种渐进性的炎症性疾病。在中等和大动脉中，富含胆固醇且含有载脂蛋白 B（ApoB）的脂蛋白会在血管内膜下潴留，这是动脉粥样硬化发展的起始关键事件。被潴留的低密度脂蛋白（LDL）颗粒会发生氧化、糖化或聚集等修饰，进而引发内皮细胞激活和功能障碍。
内皮功能障碍表现为血管通透性增加、一氧化氮生物利用度降低以及黏附分子上调，营造出促炎的微环境，促使免疫细胞浸润。单核细胞黏附到激活的内皮细胞上，然后迁移到动脉壁内，分化为巨噬细胞并摄取脂质，形成泡沫细胞。脂质和促炎介质的持续积累会损害巨噬细胞对死亡细胞的清除能力，即 “efferocytosis” 过程受损，导致凋亡后坏死和斑块内坏死核心的形成。
这样形成的不稳定动脉粥样硬化斑块，具有大的坏死核心和薄的纤维帽，容易发生破裂或表面侵蚀，增加了心肌梗死、中风等血栓栓塞性心血管事件的风险。针对炎症的临床试验也证实了病变炎症与心血管事件之间的联系。像 Canakinumab 抗炎血栓形成结局研究（CANTOS）显示，抑制 IL - 1β 能降低心血管事件复发，但会增加致命感染的发生率；秋水仙碱心血管结局试验（COLCOT）表明，低剂量秋水仙碱可减少缺血事件，但治疗组肺炎发生率略有上升。这表明在治疗动脉粥样硬化时，既要减轻炎症，又要保护宿主防御功能。
动脉粥样硬化斑块微环境
斑块微环境由细胞外基质（ECM）蛋白、生物力学力和可溶性因子组成，在动脉粥样硬化的发生中起着关键作用。在健康动脉中，内膜 ECM 主要由 IV 型胶原、层粘连蛋白、基底膜聚糖和巢蛋白等基底膜蛋白构成，它们提供结构支持并维持细胞稳态。
在动脉粥样硬化过程中，ECM 会发生广泛重塑。其中一个显著变化是在血管内膜下空间沉积过渡性基质蛋白，这些蛋白会取代正常的基底膜，形成促炎的临时基质。例如，纤连蛋白在斑块形成前就会在易患动脉粥样硬化的部位（如受紊乱血流影响的区域）积累。富含纤连蛋白的基质会使内皮细胞对氧化低密度脂蛋白（oxLDL）等刺激产生炎症激活反应，而在健康动脉中，层粘连蛋白和 IV 型胶原会引发抗动脉粥样硬化的信号。除了纤连蛋白，蛋白聚糖中带负电荷的糖胺聚糖（如透明质酸、硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素）能结合并隔离血小板衍生生长因子（PDGF）、转化生长因子 β（TGFβ）等生长因子，调节细胞的增殖和迁移。
随着动脉粥样硬化的进展，病变细胞会释放细胞因子、趋化因子和代谢物，这些物质会引发慢性炎症和纤维化反应的自我放大循环，进一步推动炎症和 ECM 重塑。然而，目前对于动脉粥样硬化中 ECM 重塑的许多重要方面仍了解不足，比如从健康基底膜转变为促动脉粥样硬化基质的精确机制，以及改变后的 ECM 组成如何维持慢性炎症和疾病进展等问题，都有待进一步研究。由于斑块微环境在调节细胞行为方面的核心作用，将其作为治疗靶点具有很大的吸引力。
内皮细胞 - 白细胞的相互作用
- 内皮细胞激活：动脉粥样硬化病变倾向于在动脉分支点和弯曲处形成，这些地方的紊乱血流会产生低且振荡的剪切应力。相反，高的单向层流具有抗动脉粥样硬化作用，它能促使 KLF2 和 KLF4 核定位，进而增强内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的表达和一氧化氮的产生。近期研究表明，抗动脉粥样硬化的剪切应力会诱导 HEG1 介导的 KLF2 和 KLF4 表达，而在晚期动脉粥样硬化患者中，内皮细胞的 HEG1 表达下调。紊乱血流则会抑制抗动脉粥样硬化的转录因子 KLF2 和 KLF4，并激活内皮细胞中的 NF - κB 等炎症通路。
内皮细胞还会分泌 CCL2（MCP - 1）、CCL5 和 CX3CL1 等趋化因子，这些趋化因子会扩散到血液中。循环中的单核细胞和其他白细胞一旦被内皮选择素捕获，就会通过整合素（如 VLA - 4 和 LFA - 1）与内皮细胞上的 VCAM - 1 和 ICAM - 1 紧密结合。这个多步骤的黏附级联反应会引导白细胞穿过内皮细胞进入内膜。单核细胞迁移进入内膜后，会被巨噬细胞集落刺激因子（M - CSF）、CCL2 等因子激活，分化为巨噬细胞，其表型会受到局部微环境的影响。2. 对氧化低密度脂蛋白的反应：带正电荷的含 ApoB 脂蛋白通过细胞旁或跨细胞途径穿过内皮细胞。进入内膜下空间后，LDL 会发生氧化修饰，并被困在带负电荷、富含蛋白聚糖的内膜下基质中。这些修饰后的 LDL 会激活 NF - κB，增加血管通透性，减少一氧化氮生成，上调黏附分子，增强白细胞浸润，从而破坏内皮细胞功能。3. 细胞外基质对内皮细胞反应的调节：内膜下 ECM 的组成不仅调节 LDL 的潴留，还会向内皮细胞传递调节炎症的信号。内皮细胞通过整合素家族的细胞 - 基质受体与基底膜蛋白相互作用，这种相互作用可以传递抗动脉粥样硬化信号。例如，内皮细胞通过整合素 α2β1 与基底膜蛋白相互作用，能减弱紊乱血流和 oxLDL 诱导的炎症。但在早期动脉粥样硬化阶段，随着基底膜被纤连蛋白取代，内皮细胞会转而使用整合素 α5β1 进行黏附。纤连蛋白激活整合素 α5β1 会放大内皮细胞的激活，在紊乱血流区域形成正反馈回路。因此，从生物力学力到基质组成的动脉微环境，对内皮细胞行为以及白细胞招募起着关键的调节作用。
内皮细胞 - 血管平滑肌细胞的相互作用
内皮细胞和血管平滑肌细胞（vSMCs）在动脉微环境中紧密相邻，它们通过直接细胞 - 细胞接触、旁分泌信号和细胞外囊泡等多种机制进行通讯。在健康血管中，这种相互作用能调节血管张力和结构。比如，内皮细胞释放的血管舒张信号一氧化氮会作用于相邻的 vSMCs，使其舒张，维持合适的血管口径和血压。在层流条件下，内皮细胞产生的一氧化氮较多，vSMCs 保持收缩、静止状态。
然而，紊乱血流不仅会激活内皮细胞，还会改变传递给 vSMCs 的信号。暴露于低 / 振荡剪切应力的内皮细胞会呈现内皮 - 间充质转化（EndMT）表型，产生 TGFβ2 和 IL - 1β 等影响 vSMCs 的因子。激活的内皮细胞分泌的 TGFβ2 会促使 vSMCs 向更具合成能力或产生基质的表型转变。另外，内皮细胞来源的 IL - 11 已被证明能刺激 vSMCs 迁移和增殖，这些都表明内皮细胞的炎症信号会使 vSMCs 偏离其收缩表型。
内皮细胞和 vSMCs 之间的另一种重要通讯方式涉及微小 RNA（miRNAs），它们可以直接转移或通过细胞外囊泡转移。vSMCs 中高表达的 miR - 143/145 会转移到内皮细胞中，促进 vSMCs 的收缩表型。当内皮细胞与 vSMCs 直接相互作用并产生 TGFβ 时，会诱导形成膜纳米管，促进 miR - 143/145 从 vSMCs 转移到内皮细胞。内皮细胞摄取这些 miRNAs 后，会抑制血管生成活性，稳定血管。但在疾病状态下，内皮细胞 - vSMCs 的相互作用可能会变得有害。紊乱血流和慢性炎症会减少有益信号（如 miR - 143/145）的传递，同时放大有害信号。激活的内皮细胞可能释放促使 vSMCs 去分化的因子或囊泡，使其表型更不稳定；而炎症状态下的 vSMCs 可能分泌蛋白酶或细胞因子，进一步损伤内皮细胞，加剧血管功能障碍。因此，干扰内皮细胞 - vSMCs 的不良相互作用或恢复其保护功能，有望成为减轻动脉粥样硬化的治疗策略。
斑块微环境中血管平滑肌细胞的表型调节
血管平滑肌细胞（vSMCs）传统上被视为动脉壁的结构细胞，负责血管的收缩和舒张。在正常情况下，vSMCs 呈现收缩表型，具有在必要时收缩的高倾向性，且增殖和迁移速率较低。它们高表达与收缩性相关的基因，如 α - 平滑肌肌动蛋白（ACTA2）、钙调蛋白（CNN1）、转凝蛋白（TAGLN）、平滑肌蛋白（SMTN）和 SM - MHC（MYH11）。这种收缩表型主要由心肌素维持，心肌素与血清反应因子（SRF）相互作用，驱动收缩性基因的表达。
在动脉粥样硬化过程中，vSMCs 会暴露于炎症细胞因子、生长因子和脂质介质中，这些物质会触发其表型调节。在这个过程中，收缩性标记物会下调，vSMCs 会获得与其他细胞类型相关的特征。KLF4、NF - κB 和叉头框 O3a（FOXO3A）等因子会被动脉粥样硬化刺激激活，抑制心肌素的功能，导致收缩表型丧失，出现合成、迁移和增殖表型。表型调节后的 vSMCs 有潜力转分化为类似巨噬细胞、间充质干细胞、骨软骨生成细胞或成纤维细胞的细胞。单细胞 RNA 测序和谱系追踪研究发现，晚期斑块中相当一部分看似 “巨噬细胞样” 或 “泡沫细胞样” 的细胞实际上起源于 vSMCs，而非单核细胞来源的巨噬细胞。这些 vSMC 来源的泡沫细胞与真正的巨噬细胞相比，胆固醇流出能力受损，可能会加剧动脉粥样硬化斑块中的脂质积累。
vSMCs 通过整合素家族的细胞 - 基质受体与 ECM 蛋白相互作用，整合素介导的信号传导在决定 vSMC 表型和影响动脉粥样硬化进展方面至关重要。例如，使用 α5β1 或 αvβ3 抑制剂破坏 vSMCs 与基质蛋白（特别是纤连蛋白）的相互作用，已被证明可以减小动脉粥样硬化斑块的大小。但抑制整合素 αvβ3 会减少纤维帽的形成。有趣的是，耗尽纤连蛋白虽然能阻止内皮细胞激活，但同时会抑制 vSMCs 的迁移和增殖，导致纤维帽变薄和 ECM 网络组装不良。vSMCs 是病变微环境中胶原蛋白的主要来源，有助于强化纤维帽，增强斑块稳定性。然而，在炎症性动脉粥样硬化斑块中，巨噬细胞来源的蛋白酶（尤其是基质金属蛋白酶，MMPs）会积极降解胶原蛋白，削弱保护性纤维帽，降低斑块稳定性，增加斑块破裂的风险。
vSMCs 的表型转换具有两面性，合成状态的 vSMCs 会通过分泌炎症细胞因子和基质降解酶（MMPs）促进斑块扩张和不稳定，但也能产生形成保护性纤维帽的 ECM 蛋白。病变微环境中的纤连蛋白会促进 vSMCs 的表型转换，最初参与纤维帽的形成；而富含胶原蛋白的基质则会促使 vSMCs 向更具收缩性、产生基质的表型转变，稳定纤维帽。这凸显了 vSMCs 在动脉粥样硬化中的复杂作用，也强调了理解组织微环境的重要性。
实际上，使合成型 vSMCs 恢复收缩表型的方法可以稳定斑块。例如，促进 vSMCs 收缩程序的 miR - 143/145 具有保护作用，删除这些 miRNAs 会加速动脉粥样硬化。同样，TGFβ1 信号通路能维持 vSMCs 的分化状态，增加胶原蛋白的产生。相反，KLF4 是动脉粥样硬化过程中 vSMCs 去分化的关键驱动因素。在易患动脉粥样硬化的高脂饮食小鼠的 vSMCs 中条件性删除 KLF4，可减小病变大小，增加纤维帽厚度，减少 vSMC 来源的巨噬细胞和间充质干细胞样细胞，同时增加 α - SMA 细胞。单细胞 RNA 测序（scRNA - seq）和谱系追踪方法的进展揭示了动脉粥样硬化发生过程中 vSMCs 的不同表型，根据标记物表达至少可分为收缩样、成纤维细胞样、软骨细胞样和巨噬细胞样四种表型。进一步研究表明，巨噬细胞在动脉粥样硬化进展过程中通过 IL - 1β 调节 vSMC 的功能。因此，治疗性地靶向 vSMCs 中的 KLF4 或 NF - κB 等通路，或增强促收缩信号（如心肌素 / SRF、TGFβ、miR - 143/145），可能会使 vSMCs 向稳定斑块的表型转变。
巨噬细胞高效的 efferocytosis 在炎症消退中的作用
Efferocytosis 是巨噬细胞结合、吞噬和消化凋亡细胞的过程，它能有效清除细胞碎片，维持组织稳态。具有促消退功能的巨噬细胞在炎症消退和防止凋亡后坏死中起着关键作用。当巨噬细胞吞噬凋亡细胞时，会抑制促炎细胞因子的产生，并释放抗炎和促消退介质。例如，efferocytosis 会刺激分泌专门的促消退脂质介质（SPMs）和抗炎细胞因子 IL - 10、TGFβ 等。IL - 10 对于炎症消退尤为重要，它通过激活 PPARγ - LXR 通路增强胆固醇流出，上调胆固醇转运蛋白 ABCA1 和 ABCG1，同时降低 TNFα、IL - 6 和 MCP - 1 的水平。IL - 10 抑制炎症的一种机制是诱导转录调节因子 Bcl - 3，Bcl - 3 会干扰 NF - κB 信号传导，减少 Toll 样受体激活时 IL - 6 的产生。
巨噬细胞在吞噬凋亡细胞后，还会代谢这些细胞的内容物。比如，巨噬细胞对凋亡细胞来源的精氨酸进行代谢，会产生多胺（如腐胺和亚精胺），进一步促进炎症消退，亚精胺和精胺还能抑制炎症小体激活和 IL - 1β 的释放。此外，摄取的凋亡细胞中的脂肪酸和胆固醇分解会产生 SPMs 和氧化甾醇，它们与核受体（如 LXR）结合，增加关键凋亡细胞受体 MerTK 的表达。
在晚期动脉粥样硬化病变中，巨噬细胞的 efferocytosis 功能会受损。由于巨噬细胞被过多的凋亡细胞淹没，并暴露在炎症微环境中，其吞噬和处理死亡细胞的能力会下降。efferocytosis 受损会导致未清除的凋亡小体积累，这些凋亡小体会发生凋亡后坏死，向斑块中释放细胞毒性内容物和促炎分子，导致坏死核心扩大和炎症加剧，这些都与斑块不稳定密切相关。通过基因和药物手段恢复 efferocytosis，能增强斑块稳定性相关的特征，如减小坏死核心、增加纤维帽厚度。例如，用拮抗性抗体阻断正常情况下通过 SIRPα 抑制巨噬细胞吞噬作用的 “别吃我” 信号 CD47，可恢复 efferocytosis，增强凋亡细胞的清除，减小坏死核心大小，使斑块整体趋于稳定。同样，过表达抗切割的 MerTK 或靶向 MerTK 的负调节因子（如 CAMKIIγ），也能改善斑块稳定性。
最近发现，efferocytosis 能触发具有促消退表型的巨噬细胞增殖爆发。凋亡细胞来源的核苷酸会激活 DNA - PK - Akt - Myc 通路，通过 “efferocytosis 诱导的巨噬细胞增殖”（EIMP）过程驱动专门用于炎症消退的巨噬细胞亚群扩增。这些巨噬细胞会产生高水平的 IL - 10 和 TGFβ，能够迅速吞噬更多的凋亡细胞，形成恢复体内平衡的正反馈回路。然而，在炎症微环境中，这个有益的循环很容易被破坏。晚期动脉粥样硬化中大量存在的 TNFα 和 IL - 1β 会促进 ADAM17 依赖的 MerTK 蛋白水解切割，严重破坏 efferocytosis。因此，恢复 efferocytosis 是稳定易破裂动脉粥样硬化斑块的有吸引力的治疗策略。
巨噬细胞与血管平滑肌细胞的相互作用
斑块内巨噬细胞和 vSMCs 之间的相互作用对病变是进展为不稳定状态还是愈合为稳定的纤维斑块有显著影响，既有有益作用，也有有害作用。在有益方面，参与 efferocytosis 的巨噬细胞会释放支持 vSMC 功能的介质。例如，IL - 10 能减弱 PDGF 或 LPS 诱导的 vSMC 增殖和迁移，可能限制内膜增生。前面提到的 TGFβ 能促进 vSMCs 的收缩表型，同时刺激胶原蛋白合成，还能抑制 vSMCs 表达诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和 IL - 6 等炎症介质，进一步促进稳定的斑块环境。此外，巨噬细胞在 efferocytosis 过程中产生的代谢物是 vSMCs 的重要信号。比如，近期研究表明，巨噬细胞代谢凋亡细胞产生的乳酸会促使 vSMCs 进入修复性、产生基质的状态。巨噬细胞在 efferocytosis 后产生的多胺可能对 vSMCs 有类似的促纤维化作用。这些相互作用表明，巨噬细胞的 efferocytosis 能促进 vSMC 介导的斑块稳定性。
相反，促炎巨噬细胞会导致 vSMC 功能障碍，促进斑块不稳定。在共培养实验中，oxLDL 激活的巨噬细胞会触发附近 vSMCs 的表型转换，通过炎症小体信号使其向巨噬细胞样状态转变。巨噬细胞还会释放 MMP - 9 和 MMP13 等蛋白酶，积极降解斑块微环境中的胶原蛋白和弹性蛋白。过度的巨噬细胞激活会使胶原蛋白降解速度超过 vSMCs 的合成速度，削弱纤维帽，增加斑块不稳定性。促炎介质（如 TNFα）会诱导<
