成熟CD209+CD83+CCR7+树突状细胞通过原位单核细胞分化浸润大动脉壁:巨细胞动脉炎发病新机制

《Scientific Reports》:Mature CD209+CD83+CCR7+ dendritic cells infiltrate the arterial wall in giant cell arteritis and derive from in-situ monocyte differentiation

【字体: 时间:2025年10月18日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究聚焦巨细胞动脉炎(GCA)与风湿性多肌痛(PMR)的动脉壁免疫病理差异,通过转录组学、单细胞测序及体外实验,首次揭示GCA动脉壁中浸润的成熟树突状细胞(DCs)实为单核来源(mo-DCs),其分化由GM-CSF/IFN-γ协同驱动,为靶向细胞因子治疗GCA提供了新依据。

  
在老年人群中,巨细胞动脉炎(Giant Cell Arteritis, GCA)是一种危及视力甚至生命的大血管炎性疾病,其典型病理特征为动脉壁内T细胞、巨噬细胞和多核巨细胞浸润形成的肉芽肿性炎症。尽管既往研究提示驻留树突状细胞(Dendritic Cells, DCs)在GCA发病中可能扮演“哨兵”角色,但动脉壁内DCs的具体来源、表型及其激活机制仍不明确。更令人困惑的是,常与GCA共发的风湿性多肌痛(Polymyalgia Rheumatica, PMR)患者虽无典型血管炎表现,但其颞动脉活检中亦曾报道存在成熟DCs,这是否暗示两种疾病存在共同的早期病理过程?为解答这一难题,由André Ramon领衔的研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果。
研究者综合运用批量RNA测序(Bulk RNA-seq)、实时荧光定量PCR(RT-PCR)、免疫荧光染色、公开单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据挖掘以及体外细胞培养实验,系统揭示了GCA动脉壁中浸润的DCs并非传统的驻留DC,而是由浸润至血管外膜的单核细胞在局部微环境作用下分化而来的单核细胞来源的树突状细胞(monocyte-derived DCs, mo-DCs),并证实粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和干扰素-γ(IFN-γ)是驱动该过程的关键细胞因子。
关键技术方法概览
研究纳入14例GCA、15例PMR及14例对照患者的颞动脉活检样本。主要技术包括:从福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织中提取RNA进行批量转录组测序以分析差异表达基因与通路;利用CIBERSORTx进行免疫细胞浸润反卷积分析;通过免疫荧光共定位确认CD209+CD83+CCR7+细胞的空间分布与表型;重新分析已发表的GCA患者外周血单核细胞(PBMCs)单细胞RNA测序数据,拟时序分析描绘单核细胞向mo-DCs的分化轨迹;体外分离健康人CD14+单核细胞,添加GM-CSF联合IL-4或IFN-γ诱导分化,流式细胞术检测表面标志物表达动态。
研究结果
GCA颞动脉呈现独特的转录组特征且富含成熟DCs标志物
主成分分析显示,GCA患者的动脉转录组谱与PMR及对照组截然不同,而PMR与对照组高度相似。差异表达分析提示GCA动脉中吞噬体、抗原提呈、Toll样受体等DCs相关通路显著富集。关键DCs标志物如CD209(DC-SIGN)、CD83(成熟标志)、CCR7(趋化因子受体)及抗原提呈相关基因(CD80、CD86、HLA-DQ等)在GCA组中高表达,且在更大样本量的RT-PCR验证中得以确认。
免疫荧光定位揭示动脉外膜存在成熟mo-DCs
免疫荧光染色显示,CD209+细胞主要分布于GCA动脉的外膜及中外膜交界处,其中部分细胞共表达CD83与CCR7,呈现典型成熟DCs表型。这些细胞与CD3+T细胞紧密相邻,提示其可能参与T细胞激活。
PMR动脉DCs标志物表达异质且微弱
在PMR动脉中,批量RNA测序与RT-PCR均未检测到CD209、ITGAX(CD11c)等高表达,仅个别样本存在CD1C或THBD(CD141)信号,且免疫荧光未发现CD209+、CD83+或CCR7+细胞,表明PMR动脉中缺乏显著且成熟的DCs浸润。
CD209+细胞群体异质性:内膜为巨噬细胞,外膜为mo-DCs
进一步表型分析发现,位于新生内膜的CD209+细胞共表达CD68,符合巨噬细胞特征;而外膜区的CD209+细胞不表达CD68,确认为mo-DCs。荧光强度定量分析支持外膜区CD209与CD68信号分离。
单细胞测序与动脉转录组共同支持单核细胞向外膜mo-DCs原位分化
分析GCA患者PBMCs的单细胞数据发现,经典单核细胞具两条分化路径:向非经典单核或向mo-DCs。拟时序分析显示,mo-Ds分化轨迹中,节点3后出现MHC-II相关基因(如HLA-DM、CD74、CIITA)高表达,而巨噬细胞标志基因(CD68、MAFB)被抑制。GCA动脉壁转录组中该轨迹基因集同样高表达,提示循环单核细胞进入动脉壁后原位分化为mo-DCs。
GM-CSF与IFN-γ协同诱导mo-DCs分化
动脉组织检测显示GCA中GM-CSF(CSF2编码)与IFN-γ高表达,而IL-4不显著。体外实验证实,GM-CSF+IFN-γ可诱导CD14+单核细胞分化为CD209+HLA-DR+CD163lowCD14low的mo-DCs,虽较GM-CSF+IL-4组合延迟,但同样有效且避免巨噬细胞生成。
结论与意义
本研究首次明确GCA动脉壁浸润的成熟DCs实为mo-DCs,并定位其于血管外膜区。研究颠覆了既往认为的驻留DCs主导观点,揭示循环单核细胞在GM-CSF与IFN-γ驱动下,于炎症动脉壁内分化为mo-DCs的新机制。这些mo-DCs高表达抗原提呈相关分子,有望进一步放大局部T细胞应答,持续推动血管炎症。研究不仅澄清了PMR与GCA动脉病变的差异(PMR中成熟DCs缺失),还为临床靶向治疗提供新思路:针对GM-CSF(如马夫利尤单抗Mavrilimumab)或IFN-γ信号(JAK抑制剂)的药物或可通过抑制mo-DCs生成,为GCA治疗开辟新途径。然而,mo-DCs在GCA中的具体功能及其靶向治疗的可行性仍需后续功能实验验证。
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