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为探究 BRCA1 在 M1 巨噬细胞外泌体（Exo）中的功能，研究发现其促进心肌细胞焦亡和血管平滑肌细胞增殖，为 CAD 治疗提供新靶点。
冠心病（Coronary artery disease，CAD），这个全球心血管疾病领域的 “头号杀手”，严重威胁着人类的健康。它的发病机制极为复杂，像一团乱麻，涉及多种细胞和分子通路。其中，心肌细胞凋亡和炎症反应在冠心病的发展进程中起着关键作用，就如同在冠心病这座 “大厦” 的建造中，它们是两块重要的基石。然而，目前对于这些复杂机制的了解还远远不够，尤其是巨噬细胞及其分泌的外泌体（Exo）在冠心病中的具体作用，还存在诸多谜团。
为了揭开这些谜团，深圳医院（上海中医药大学）的研究人员展开了一项深入研究。他们聚焦于 BRCA1 基因在 M1 巨噬细胞来源的外泌体中的功能，以及其对心肌细胞凋亡和冠状动脉粥样硬化的影响。该研究成果发表在《Cell Biology and Toxicology》杂志上，为冠心病的治疗开辟了新的道路。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。他们从公共数据库下载了单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）和转录组测序数据，为研究提供了丰富的原始素材。通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选关键基因，如同在海量的基因信息中精准地找到了 “宝藏” 基因。同时，进行体外细胞实验，培养了多种细胞系，如小鼠心肌细胞样细胞 HL-1、小鼠颈动脉平滑肌细胞 SMC 和小鼠巨噬细胞 Ana-1 等，在细胞水平上模拟疾病发生过程。此外，还建立了小鼠模型，包括 ApoE-/-小鼠的动脉粥样硬化模型和颈动脉损伤模型，从整体动物层面深入探究疾病机制。
下面来看具体的研究结果：
- 单细胞测序揭示 M1 巨噬细胞在 CAD 中的关键作用：研究人员对 CAD 患者颈动脉粥样瘤的 scRNA-seq 数据进行分析，经过一系列复杂的数据处理和分析流程，包括数据质量评估、基因筛选、降维聚类等，最终确定了 25 个细胞簇和 8 种细胞类型。通过细胞通讯网络分析发现，巨噬细胞与心肌细胞之间存在强烈的相互作用，这表明巨噬细胞在冠心病的发展中可能起着至关重要的作用。
- 综合研究揭示 M1 巨噬细胞在 CAD 进展中的突出作用：利用伪时间分析，研究人员直观地展示了细胞状态的动态变化，发现巨噬细胞处于相对成熟状态，且 M1 巨噬细胞标记物 CD86 和 CD80 在细胞分化早期特异性表达。在小鼠实验中，通过高糖饮食诱导 ApoE-/-小鼠的冠状动脉粥样硬化模型，发现模型组小鼠的主动脉和心脏组织出现明显病变，M1 巨噬细胞比例增加，进一步证实了 M1 巨噬细胞与 CAD 发展的密切关系。
- M1 巨噬细胞的 Exo 促进心肌细胞凋亡：体外共培养实验表明，M1 巨噬细胞与 HL-1 心肌细胞样细胞共培养后，HL-1 细胞凋亡率显著增加。使用 GW4869 抑制外泌体释放后，凋亡率降低。通过蛋白质免疫印迹分析发现，M1 + HL-1 组中凋亡相关蛋白 GSDMD、Caspase-1 和 Caspase-4 表达上调，这表明 M1 巨噬细胞来源的外泌体通过传递某些信号促进了心肌细胞凋亡。
- 转录组测序分析确定 BRCA1 是促进心肌细胞凋亡的关键分子：通过对 CAD 巨噬细胞转录组数据的差异表达分析和 WGCNA 算法，研究人员筛选出与 CAD 进展相关的关键基因模块，并通过交集分析确定了 4 个关键基因，其中 BRCA1 在模型组中表达上调最为显著，因此被选定为关键研究分子。
- 巨噬细胞来源的 Exo 通过 BRCA1 传递介导心肌细胞凋亡：研究发现，M1 巨噬细胞及其外泌体中 BRCA1 表达上调。用携带不同 BRCA1 表达水平的外泌体处理 HL-1 细胞后，细胞活力、凋亡率以及炎症因子水平发生相应变化。这表明外泌体通过传递 BRCA1 影响 HL-1 细胞的生物学特性，且 BRCA1 可能通过非经典焦亡途径促进心肌细胞焦亡。
- 巨噬细胞来源的 Exo 通过 BRCA1 传递促进 SMC 细胞增殖和迁移：在体外实验中，用携带不同 BRCA1 表达水平的外泌体处理 SMC 细胞，结果显示，BRCA1 过表达促进 SMC 细胞迁移、增殖和活力，而 BRCA1 沉默则抑制这些过程。在体内实验中，将 BRCA1 修饰的外泌体注射到颈动脉损伤小鼠模型中，发现外泌体主要定位于心脏细胞和平滑肌细胞，且 BRCA1 影响血管平滑肌细胞相关蛋白的表达和内膜增厚，进一步证实了 BRCA1 在血管重塑中的重要作用。
- Exo.siBRCA1 减轻冠状动脉粥样硬化：在 ApoE-/-小鼠的动脉粥样硬化模型中，随着疾病进展，BRCA1 表达逐渐增加。给予携带 BRCA1 抑制性 siRNA 的外泌体干预后，小鼠的动脉粥样硬化斑块明显减少，血液中 TC、TG 和 LDL-C 水平降低，炎症反应减轻，心肌细胞焦亡减少。这表明 Exo.siBRCA1 可能通过抑制 BRCA1 表达发挥对冠心病的治疗作用。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次揭示了 BRCA1 在 M1 巨噬细胞来源的外泌体中促进心肌细胞焦亡和血管平滑肌细胞增殖的作用机制，为冠心病的治疗提供了新的分子靶点。这一发现不仅丰富了人们对冠心病病理生理过程的认识，也为开发新的治疗策略奠定了理论基础。然而，由于 BRCA1 在体内的广泛作用，其潜在的副作用和非特异性作用仍需进一步研究。未来，研究人员将继续探索 BRCA1 相关信号通路，开展更多的临床研究，以评估其治疗冠心病的有效性和安全性，为冠心病患者带来新的希望。
