葡萄糖化胆固醇在动脉粥样硬化斑块中的积累及其对巨噬细胞免疫反应的调控机制

本研究聚焦动脉粥样硬化斑块中葡萄糖化胆固醇（GlcChol）的病理作用，通过LC-MS/MS技术首次证实其在人类斑块中的显著积累。研究人员利用氧化胆固醇酯诱导的巨噬细胞泡沫化模型，发现GlcChol通过激活AMPK/p21通路引发DNA损伤和ROS生成，同时通过Rac1介导的细胞融合形成多核巨细胞，导致促炎能力下降。该研究揭示了糖基化脂质修饰在获得性溶酶体贮积症中的新机制，为动脉粥样硬化治疗提供了新靶点。

　　

动脉粥样硬化作为心血管疾病的主要病理基础，其发病机制中脂质代谢异常始终是研究焦点。近年来，科学家们逐渐认识到动脉粥样硬化斑块微环境与溶酶体贮积症（LSD）存在惊人的相似性——都表现为溶酶体内胆固醇（Chol）和糖鞘脂（GSLs）的异常堆积。在这种独特的脂质环境中，一个鲜为人知的代谢产物——葡萄糖化胆固醇（GlcChol）开始引起研究人员的注意。GlcChol是葡萄糖基转移酶作用于胆固醇和葡萄糖神经酰胺（GlcCer）的产物，此前仅在遗传性溶酶体疾病中有过报道。那么，这个"脂质变种"是否也在动脉粥样硬化这场"后天获得的溶酶体贮积症"中扮演特殊角色？它又会对斑块内主力军——巨噬细胞（Mφ）产生怎样的影响？

为解答这些问题，来自葡萄牙新里斯本大学等机构的研究团队在《Journal of Lipid Research》发表重要成果。研究人员首先通过临床样本分析确认GlcChol在人类颈动脉斑块中的特异性积累，随后建立体外模型系统研究其形成机制和生物学效应。他们创新性地采用氧化胆固醇酯（ChA）诱导的巨噬细胞泡沫化模型，结合GlcChol直接处理实验，揭示了这一特殊脂质分子通过多重机制调控巨噬细胞命运和功能的新范式。

研究采用的关键技术包括：LC-MS/MS脂质组学分析人类颈动脉内膜切除术（CEA）标本和患者血浆；活性探针标记技术检测溶酶体葡萄糖脑苷脂酶（GBA）和内质网GBA2活性；建立ChA诱导的巨噬细胞泡沫化模型；结合流式细胞术、共聚焦显微镜和透射电镜等多模态成像技术解析细胞表型；以及通过磷酸化蛋白组学分析AMPK/mTOR信号通路激活状态。

研究结果部分，"GlcChol在人类动脉粥样硬化病变核心积累"的发现令人瞩目。通过分析12例CEA标本，研究人员发现病变组织GlcChol含量高达11.2 nmol/g湿重，是对照组织的5倍。更有趣的是，心肌梗死患者血浆中GlcChol/总胆固醇比值显著升高，提示其可能成为疾病活动的潜在标志物。在"GlcChol在动脉粥样硬化巨噬细胞泡沫细胞模型中积累"部分，研究显示ChA处理的巨噬细胞内GlcChol水平激增4倍，这主要归因于溶酶体GBA活性下降和胆固醇堆积创造的"完美合成环境"。

"暴露于GlcChol的巨噬细胞呈现多核化表型并表现出炎症反应受损"的发现最具突破性。100 μM GlcChol处理72小时后，约15%的RAW264.7细胞融合形成多核巨细胞，这一过程依赖Rac1 GTPase活性。这些细胞表现出典型的DNA损伤标志γH2AX焦点积聚，以及p21/CDKN1A核转位。机制上，GlcChol通过诱发活性氧（ROS）风暴激活AMPK信号，进而上调周期蛋白依赖性激酶抑制剂p21，最终导致细胞周期G0/G1期阻滞。功能实验显示，多核化巨噬细胞对LPS刺激的IL-6和IL-1α分泌能力显著降低，IgG调理颗粒的吞噬活性几乎完全丧失。

在"GlcChol暴露影响巨噬细胞晚期内体/溶酶体区室"部分，透射电镜捕捉到溶酶体显著膨大的形态学特征。分子水平上，溶酶体相关膜蛋白1（LAMP1）和溶酶体应激标志gpNMB表达上调，而组织蛋白酶D（CTSD）成熟度下降，提示溶酶体功能受损。令人意外的是，"GlcChol引起mTORC1激活与TFEB转位并行发生"的现象打破了传统认知。虽然磷酸化mTOR（Ser2448）和核糖体蛋白S6（Ser235/236）水平显著升高，但转录因子EB（TFEB）却反常地发生核转位，驱动溶酶体生物发生相关基因（如Mcoln1）表达上调。

这项研究的重要发现在于：动脉粥样硬化斑块微环境通过局部积累GlcChol，创造性地"驯化"了浸润的巨噬细胞。这些细胞通过激活AMPK/p21轴启动保护性程序：一方面通过细胞周期阻滞抵抗凋亡，另一方面借助Rac1介导的细胞融合"化敌为友"，主动削弱自身促炎潜能。这种精妙的双重调控机制，既解释了斑块内巨噬细胞长期存活的奥秘，也揭示了病变局部慢性低度炎症的维持基础。从转化医学角度看，GlcChol/总胆固醇比值可能成为评估斑块活动性的新型生物标志物，而干预GlcChol代谢或靶向巨噬细胞多核化过程，则为动脉粥样硬化治疗提供了全新思路。

研究还提出了许多值得深入探讨的科学问题：斑块内不同细胞类型对GlcChol的敏感性差异、6-O-酰基化GlcChol衍生物的病理作用、以及如何平衡GlcChol的"生理保护"与"病理损害"双重角色等。这些问题的解答，将有助于我们更全面地理解糖基化脂质修饰在代谢性炎症疾病中的生物学意义。