动脉粥样硬化是由免疫细胞的浸润、增殖和活化引发和维持的一种动脉壁慢性炎症性疾病。其中巨噬细胞在动脉粥样硬化病变的发生发展过程中发挥关键作用。斑块微环境含有促炎因子、氧化脂质、胆固醇和氧化应激标记物等激活巨噬细胞发生免疫反应,包括吞噬凋亡细胞和脂质沉积并释放免疫效应分子。近年来,随着单细胞测序技术的迅速发展,动脉粥样硬化斑块中的巨噬细胞亚型和功能正进行着新的定义。然而,精确的巨噬细胞亚群组成和细胞间相互作用网络尚不明确。
2023年2月14日,山东大学齐鲁医院心血管功能与重构实验室张澄、张猛课题组在The FASEB Journal的最新特刊:Emerging Mechanisms and Therapeutic Targets in Cardiovascular Immunology中发表了题为“Heterogeneity of macrophages in atherosclerosis revealed by single-cell RNA-sequencing”的综述。该综述更新并讨论了使用单细胞测序技术对小鼠和人类动脉粥样硬化病变中巨噬细胞亚群的定义和分类,总结了不同的巨噬细胞表达模式和功能特征,为动脉粥样硬化的免疫治疗研究提供更加全面的方向和靶点。
近年来,单细胞测序技术取得了迅速发展,通过绘制基因表达图谱和锚定特定亚型,将心血管疾病领域研究带入了新时代。巨噬细胞的基因表达和功能特性在不同亚群各不相同,并参与动脉粥样硬化的发生、稳定、消退和破裂的不同发展阶段。因此,深入总结巨噬细胞的分类,表型,基因表达模式和组织特异性定位等,对研究不同巨噬细胞亚型在斑块稳定性和病变发展中的特定作用意义重大。
该综述总结了巨噬细胞的经典分类的不足之处,并强调了新评分体系对巨噬细胞交叉表型进行综合评估的重要性。炎性和泡沫化巨噬细胞亚型的基因表达模式不同,主动脉中的分布位置也存在明显的差异。内膜和外膜驻留型巨噬细胞分布部位不同并发挥不同的作用,与Willemsen等2020年以来的总结相比,总结增加了新出现的巨噬亚型,特殊巨噬亚型的种类更加丰富全面,如IFN诱导的巨噬细胞、腔巨噬细胞和SMC衍生的巨噬细胞等。此外,巨噬细胞的亚型还可由特定标记物识别,例如 Birc5hi增殖性巨噬细胞,TREMhi巨噬细胞,分别在动脉粥样硬化病变中发挥特定功能。
与小鼠动脉粥样硬化巨噬细胞的基因标记组成相似,人动脉粥样硬化病变中同样检测到炎症巨噬细胞、驻留型巨噬细胞、泡沫巨噬细胞和TREM2hi巨噬细胞等,并具有相似转录特征和功能富集,该一致性表现有助于临床转化的进一步应用。当然,在人类动脉粥样硬化病变中存在独立的新型巨噬细胞亚型,如CD163+巨噬细胞,其与动脉粥样硬化斑块进展和微血管分布密切相关。
综上所述,对小鼠和人类动脉粥样硬化病变的单细胞研究总结揭示了巨噬细胞的异质性,提示单细胞技术对于识别动脉粥样硬化病变中的巨噬细胞亚群和基因表达至关重要,为未来动脉粥样硬化免疫治疗和精准医疗靶点探索提供有力支持。
特刊介绍
特刊主题:Emerging Mechanisms and Therapeutic Targets in Cardiovascular Immunology
投稿截止日期:2023年9月30日
此特刊专题由德国慕尼黑大学Jürgen Bernhagen教授及美国梅奥诊所(Mayo Clinic)Esther Lutgen担任客座编辑,旨在发表有助于发现和理解心血管免疫学中新的细胞、分子和代谢机制的研究工作。
该特刊以虚拟特刊形式发表,文章一经接收将直接在线发表并同时收录于特刊专辑中。目前已有包括上述综述在内的4篇文章发表。了解更多特刊详情,或阅读全部特刊文章,请扫描以下二维码:
https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1096/(ISSN)1530-6860.emerging-mechanisms
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