動脈粥樣硬化小鼠中血管髓系細胞的多樣性

　　動脈粥樣硬化是心血管疾病的最常見原因，而動脈粥樣硬化發病機制的基礎是炎癥。最近，Canakinumab抗炎血栓形成研究表明靶向炎癥可能對心血管疾病有益。研究報道，從疾病早期開始，動脈粥樣硬化就存在大量髓系細胞的浸潤。髓系細胞被認為是動脈粥樣硬化形成過程中血管免疫的關鍵角色。然而，由于血管組織中的共同標記物表達和非典型異質性，血管髓細胞亞群一直未能解決。繪制免疫細胞亞群及其在心血管疾病中的激活將允許區分致病亞型和修復亞型，從而有助于選擇性診斷和治療方法，并區分穩態和組織損傷細胞功能。

　　動脈粥樣硬化的發展是由內皮下空間中單核吞噬細胞的存在來定義的。循環中的單核細胞黏附在活化的動脈內皮上，并遷移到內皮下空間，在那里它們在生長因子的作用下分化為巨噬細胞。此前，人們認為巨噬細胞群體可以簡單地分為類似于T淋巴細胞群體的M1和M2等亞群。然而，越來越多的證據支持巨噬細胞激活狀態的復雜連續性，特別是在存在動態環境線索的病變組織中。髓系細胞，特別是巨噬細胞，在動脈粥樣硬化的進展和消退中起著關鍵作用，包括脂質攝取、抗原呈遞、死細胞清除和細胞因子的產生，缺乏巨噬細胞的動脈粥樣硬化小鼠可免于疾病發展。組織駐留巨噬細胞群也存在于血管壁中。

　　迄今為止，研究依靠免疫組織化學、基因表達測定和流式細胞術來識別心血管組織中的這些細胞亞群，但這些技術存在局限性。由于多種細胞類型之間許多抗原的表達是重疊的，因此不同髓系細胞群的定義需要多參數分析，例如CD11c在樹突狀細胞和巨噬細胞上表達。此外，需要多個標記物來幫助定義同一細胞類型的各種亞群，再例如I型和Ⅱ型經典樹突狀細胞(cDC1和cDC2)在小鼠主動脈的組織中是具有挑戰性的，其細胞數量少，自體熒光是一個嚴重的限制。因此，盡管在動脈粥樣硬化中鑒定了幾種巨噬細胞標志物，但由于缺乏可用的技術，對血管巨噬細胞群體的完整描述受到了阻礙。

　　CyTOF結合了流式細胞術和電感耦合等離子體質譜法，這是測定材料元素組成的最定量和最靈敏的方法。在流式細胞術中，非生物稀土金屬的穩定同位素被用作與常規流式細胞儀中使用的相同抗體克隆偶聯的報告物。因此，主要優點是避免了自發熒光和光譜重疊的干擾。CyTOF代表了在組織中以廣泛和高維方式表現細胞的能力的一個階段性變化。

　　Cole等人利用質譜流式儀CyTOF進行了動脈粥樣硬化中髓系細胞亞群的研究，定義了輕度和晚期動脈粥樣硬化中小鼠主動脈的免疫細胞組成。具體是，ApoE-/-小鼠被喂普通食物或高脂肪飲食12周，應用CyTOF對 ApoE-/-小鼠主動脈活CD45+細胞上標記物表達的聚類鑒定了13個廣泛的白細胞群體。約占活CD45+主動脈細胞的95%為：單核細胞、巨噬細胞、cDC1和cDC2，漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、B細胞、CD4和CD8 T細胞、γδT細胞、自然殺傷細胞(NK)和先天性淋巴細胞(ILC)。進一步應用于Lin-CD11blo-hi細胞的自動聚類算法顯示了20個髓系細胞簇。

　　普通食物和高脂肪喂養的動物之間的比較顯示，高脂肪喂養時單核細胞(Ly6C和Ly6C-)、pDC及CD11c+巨噬細胞亞群增加。同時，CD206+CD169+巨噬細胞亞群的比例與cDC2顯著降低。研究顯示高脂肪喂養改變了免疫細胞亞群的比例，揭示了高脂肪喂養使髓系細胞庫偏向于炎癥性單核細胞-巨噬細胞群，而不是動脈粥樣硬化形成過程中的常駐巨噬細胞表型和cDC2。

　　開發針對特定動脈粥樣硬化炎癥成分的具有潛在的治療意義。由于其復雜性，巨噬細胞尚未成為動脈粥樣硬化的治療靶點。增加對患病組織的細胞組成和特定細胞亞群功能的了解將有助于開發更好、更有選擇性地靶向治療。

　　主要參考文獻：

　　Jennifer E Cole, Inhye Park, David J Ahern, Christina Kassiteridi, Dina Danso Abeam, Michael E Goddard, Patricia Green Pasquale Maffia, and Claudia Monaco. Immune cell census in murine atherosclerosis: cytometry by time of flight illuminates vascular myeloid cell diversity. Cardiovasc Res. 2018 Aug 1; 114(10): 1360–1371.