陆军军医大学大坪医院吴庚泽/解放军总医院陈韵岱团队合作揭示动脉粥样硬化血管平滑肌细胞表型转换的命运决定机制

血管平滑肌细胞(Vascular smooth muscle cell, VSMC)向巨噬细胞转变是促进动脉粥样硬化、增加斑块不稳定性的重要因素，但决定VSMC表型转换命运的分子机制不明。近日，陆军军医大学大坪医院心血管内科吴庚泽副教授和解放军总医院陈韵岱教授团队成员在生物医学1区杂志Theranostics上发表了题为“Re-analysis of single-cell transcriptomics reveals a critical role of macrophage-like smooth muscle cells in advanced atherosclerotic plaque”的研究论文，报道了干扰素调节因子 8 (interferon regulatory factor 8，IRF8)在诱导巨噬细胞型VSMC形成中的关键作用，靶向干预该分子显示出良好的抗动脉粥样硬化作用，有望成为精准治疗动脉粥样硬化的潜在分子靶点。

首先，通过对已发表的动脉粥样硬化斑块单细胞测序数据集深入分析发现，斑块及斑块周围组织中的VSMC具有明显的表型异质性，根据功能富集分析结果可分为收缩型、成纤维细胞型、成骨型、合成型、巨噬细胞型。在多个进展期斑块的全转录组数据集中进行外部验证后，明确巨噬细胞型VSMC是唯一在各个斑块组中呈一致性数量增加趋势的VSMC亚型。通过对人和小鼠动脉粥样硬化斑块组织的免疫荧光染色证实，斑块组中的ACTA、CD68双阳性细胞数量明显多于对照组，从而提示巨噬细胞型VSMC是动脉粥样硬化斑块中的一个显著细胞学特征。

随后，研究团队利用拟时序分析明确了巨噬细胞型VSMC处于VSMC向巨噬细胞转化的轨迹上。通过PYSENIC算法筛选出巨噬细胞型VSMC中的代表性转录因子，并通过临床、动物疾病样本的检测明确了IRF8在动脉粥样硬化斑块中的显著高表达，提示IRF8可能是决定VSMC向巨噬细胞转化的关键分子。

为明确IRF8在动脉粥样硬化发生发展中的作用，研究团队以腺相关病毒(AAV)为载体构建了IRF8敲降病毒。在体干预高脂饮食喂养的小鼠后，发现斑块面积、巨噬细胞型VSMC数量明显减少，维持了VSMC表型标志物的表达，同时抑制了NF-κB信号通路受到抑制，提示沉默IRF8可抑制动脉粥样硬化的发生发展。

在ox-LDL诱导下，VSMC中的表型标记物ACTA2、CNN1、MYH11的表达明显下调，巨噬细胞标志物CD68表达上调，提示ox-LDL可促进VSMC向巨噬细胞转化。而使用siRNA沉默IRF8可维持VSMC细胞标志物的表达，抑制巨噬细胞标志物/特征基因的上调，说明敲降IRF8可阻止ox-LDL发挥对VSMC向巨噬细胞转化的促进作用。

综上，本研究表明VSMC中IRF8高表达是激活NF-κB信号通路、促进VSMC向巨噬细胞转化的关键调控分子，干预IRF8可有效防止动脉粥样硬化的发生发展。本项研究有助于理解VSMC在表型转换中的命运决定机制，为动脉粥样硬化等疾病的防治提供了潜在的干预靶点。

陆军军医大学大坪医院心内科吴庚泽副教授和解放军总医院陈韵岱教授为本文的共同通讯作者。本研究得到陆军军医大学大坪医院心内科曾春雨教授全程指导。龚雪博士、刘运畅硕士、刘慧莹副教授为本文第一作者。本研究得到国家自然科学基金优秀青年科学基金、面上项目(82022005, 82300507, 81827808, 81970384, 82100378)和重庆市自然科学基金重点项目(CSTB2022NSCQ-LZX0037)等支持。

参考文献：

Xue Gong, Yunchang Liu, Huiying Liu, Nian Cao, Liping Zeng, Miao Tian, Chunyu Zeng, Yijie Hu, Runjun Zhang, Yundai Chen, Gengze Wu. Re-analysis of single-cell transcriptomics reveals a critical role of macrophage-like smooth muscle cells in advanced atherosclerotic plaque. Theranostics. 2024; 14(4): 1450-1463.

原文链接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38389849/