动脉粥样硬化小鼠中血管髓系细胞的多样性

　　动脉粥样硬化是心血管疾病的最常见原因，而动脉粥样硬化发病机制的基础是炎症。最近，Canakinumab抗炎血栓形成研究表明靶向炎症可能对心血管疾病有益。研究报道，从疾病早期开始，动脉粥样硬化就存在大量髓系细胞的浸润。髓系细胞被认为是动脉粥样硬化形成过程中血管免疫的关键角色。然而，由于血管组织中的共同标记物表达和非典型异质性，血管髓细胞亚群一直未能解决。绘制免疫细胞亚群及其在心血管疾病中的激活将允许区分致病亚型和修复亚型，从而有助于选择性诊断和治疗方法，并区分稳态和组织损伤细胞功能。

　　动脉粥样硬化的发展是由内皮下空间中单核吞噬细胞的存在来定义的。循环中的单核细胞黏附在活化的动脉内皮上，并迁移到内皮下空间，在那里它们在生长因子的作用下分化为巨噬细胞。此前，人们认为巨噬细胞群体可以简单地分为类似于T淋巴细胞群体的M1和M2等亚群。然而，越来越多的证据支持巨噬细胞激活状态的复杂连续性，特别是在存在动态环境线索的病变组织中。髓系细胞，特别是巨噬细胞，在动脉粥样硬化的进展和消退中起着关键作用，包括脂质摄取、抗原呈递、死细胞清除和细胞因子的产生，缺乏巨噬细胞的动脉粥样硬化小鼠可免于疾病发展。组织驻留巨噬细胞群也存在于血管壁中。

　　迄今为止，研究依靠免疫组织化学、基因表达测定和流式细胞术来识别心血管组织中的这些细胞亚群，但这些技术存在局限性。由于多种细胞类型之间许多抗原的表达是重叠的，因此不同髓系细胞群的定义需要多参数分析，例如CD11c在树突状细胞和巨噬细胞上表达。此外，需要多个标记物来帮助定义同一细胞类型的各种亚群，再例如I型和Ⅱ型经典树突状细胞(cDC1和cDC2)在小鼠主动脉的组织中是具有挑战性的，其细胞数量少，自体荧光是一个严重的限制。因此，尽管在动脉粥样硬化中鉴定了几种巨噬细胞标志物，但由于缺乏可用的技术，对血管巨噬细胞群体的完整描述受到了阻碍。

　　CyTOF结合了流式细胞术和电感耦合等离子体质谱法，这是测定材料元素组成的最定量和最灵敏的方法。在流式细胞术中，非生物稀土金属的稳定同位素被用作与常规流式细胞仪中使用的相同抗体克隆偶联的报告物。因此，主要优点是避免了自发荧光和光谱重叠的干扰。CyTOF代表了在组织中以广泛和高维方式表现细胞的能力的一个阶段性变化。

　　Cole等人利用质谱流式仪CyTOF进行了动脉粥样硬化中髓系细胞亚群的研究，定义了轻度和晚期动脉粥样硬化中小鼠主动脉的免疫细胞组成。具体是，ApoE-/-小鼠被喂普通食物或高脂肪饮食12周，应用CyTOF对 ApoE-/-小鼠主动脉活CD45+细胞上标记物表达的聚类鉴定了13个广泛的白细胞群体。约占活CD45+主动脉细胞的95%为：单核细胞、巨噬细胞、cDC1和cDC2，浆细胞样树突状细胞(pDC)、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、B细胞、CD4和CD8 T细胞、γδT细胞、自然杀伤细胞(NK)和先天性淋巴细胞(ILC)。进一步应用于Lin-CD11blo-hi细胞的自动聚类算法显示了20个髓系细胞簇。

　　普通食物和高脂肪喂养的动物之间的比较显示，高脂肪喂养时单核细胞(Ly6C和Ly6C-)、pDC及CD11c+巨噬细胞亚群增加。同时，CD206+CD169+巨噬细胞亚群的比例与cDC2显著降低。研究显示高脂肪喂养改变了免疫细胞亚群的比例，揭示了高脂肪喂养使髓系细胞库偏向于炎症性单核细胞-巨噬细胞群，而不是动脉粥样硬化形成过程中的常驻巨噬细胞表型和cDC2。

　　开发针对特定动脉粥样硬化炎症成分的具有潜在的治疗意义。由于其复杂性，巨噬细胞尚未成为动脉粥样硬化的治疗靶点。增加对患病组织的细胞组成和特定细胞亚群功能的了解将有助于开发更好、更有选择性地靶向治疗。

　　主要参考文献：

　　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.