巨噬细胞在心血管疾病中的作用

心血管系统由心脏和血管共同组成,心脏将血液输送至全身动脉,经由毛细血管进行营养物质、氧气、代谢废物等交换后流入静脉,由全身静脉输送回心脏完成循环。当心脏和与之相连的血管出现病变,则称为心血管疾病,包括心脏供血不足、心律失常、心肌肥厚、心脏血管疾病等,均可影响心血管系统的功能。

巨噬细胞

巨噬细胞是机体固有免疫的重要组成细胞,广泛存在于包括心脏在内的组织结构中,在机体发育、生理稳态、组织修复和重构、免疫应答等过程中发挥重要作用。心脏巨噬细胞具有异质性,在心脏发育的不同阶段或不同生理病理状态下具有不同的功能作用。

1. 巨噬细胞与心脏适应性生长

心肌细胞的生长和心脏质量的增加对于承受高血压压力是必不可少的20218月,加拿大多伦多综合医院研究所Slava Epelman团队发表于《Immunity》上的文章报道高血压驱动心脏驻留巨噬细胞(RM)选择性原位增殖和转录激活,与适应性心肌细胞生长直接相关[1]。在高血压期间,RM的诱导消融或 RM 衍生的胰岛素样生长因子-1IGF-1) 的选择性缺失抑制适应性心肌细胞的生长,心脏质量未能增加,从而导致心脏功能障碍(图1)。这些数据揭示了心脏 RM 衍生的 IGF-1 在介导高血压期间心脏适应性生长中的重要作用。

 

1. RM衍生的IGF-1 的选择性丢失消除心脏对应激的适应性生长

2. 巨噬细胞与慢性心力衰竭

近年来研究发现,浸润单核细胞来源的C-C趋化因子受体2阳性(CCR2+)巨噬细胞调控心肌炎症和心衰发病。相对而言,对组织驻留CCR2-巨噬细胞的功能知之甚少。20217月,华盛顿大学医学院Kory J. Lavine团队发表于《Immunity》上的文章确定了CCR2-巨噬细胞在慢性心力衰竭中的重要作用[2]。他们证明CCR2-巨噬细胞通过在大血管和微血管水平促进左心室扩大和冠状动脉系统扩张,在心脏收缩力降低的情况下保持足够的心输出量。CCR2-巨噬细胞通过粘着斑复合物与邻近的心肌细胞稳定地相互作用并感知机械拉伸,机械拉伸可以刺激促血管生成生长因子的表达,这一过程依赖于TRPV4(图2)。这些发现确立了组织驻留巨噬细胞在适应性心脏重塑中的作用,并暗示了机械传感在心脏巨噬细胞激活中的作用。

 

2. 驻留CCR2-巨噬细胞介导适应性心肌重塑

3. 巨噬细胞与主动脉瘤和夹层

主动脉瘤和夹层(AAD)是高危心血管疾病,尚无有效治愈方法。2021917日,北京大学Lemin Zheng和华中科技大学同济医院Daowen Wang团队联合发表在《European Heart Journal》上的文章证明了琥珀酸在 AAD 的发病机制中起着重要作用,并且有可能用作新的诊断生物标志物[3]。巨噬细胞在 AAD 组织中积累,并可能在 AAD 期间将琥珀酸释放到血液中,导致血浆琥珀酸水平升高,进而加剧 AAD 的进展。p38α-CREB-OGDH轴调节巨噬细胞中琥珀酸的产生,敲除 p38α 可以抑制 AAD 的进展(图3)。这些数据为将琥珀酸相关通路作为 AAD 治疗的新靶点提供了依据。

 

3. 巨噬细胞产生的琥珀酸促进主动脉瘤和夹层进展

 

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参考文献

[1] Zaman R, Hamidzada H, Kantores C, et al. Selective loss of resident macrophage-derived insulin-like growth factor-1 abolishes adaptive cardiac growth to stress[J]. Immunity, 2021, 54(9): 2057-2071.(IF=31.745)

[2] Wong NR, Mohan J, Kopecky BJ, et al. Resident cardiac macrophages mediate adaptive myocardial remodeling[J]. Immunity, 2021, 54(9): 2072-2088.(IF=31.745)

[3] Cui H, Chen Y, Li K, et al. Untargeted metabolomics identifies succinate as a biomarker and therapeutic target in aortic aneurysm and dissection.[J] .Eur Heart J, 2021: ehab605.(IF=29.983)