NLRP3介导脂质驱动的巨噬细胞增殖在动脉粥样硬化中的关键作用

本刊推荐：为解决动脉粥样硬化斑块内巨噬细胞增殖机制不明的问题，研究人员开展NLRP3介导脂质驱动巨噬细胞增殖的主题研究，发现NLRP3通过非炎症小体依赖方式促进斑块巨噬细胞增殖，抑制剂MCC950可抑制该过程且独立于IL-1β，为靶向NLRP3治疗动脉粥样硬化提供新策略。

　　

在心血管疾病肆虐全球的今天，动脉粥样硬化作为其主要病理基础，始终是医学界关注的焦点。这种慢性炎症性疾病的核心角色是巨噬细胞——这些免疫细胞在血管壁内大量聚集，吞噬脂质后变成泡沫细胞，形成斑块的核心。更令人担忧的是，斑块内巨噬细胞数量的增加与斑块不稳定性和疾病进展密切相关。虽然先前研究已经发现降低全身胆固醇水平可以抑制局部巨噬细胞增殖并导致斑块消退，但脂质究竟如何触发巨噬细胞增殖的具体机制仍然笼罩在迷雾之中。

为了揭开这一谜团，由Carmen H?rdtner和Felix Remmersmann领导的研究团队开展了一项深入探索。他们通过在转基因小鼠和人类斑块组织样本中研究脂质触发的局部巨噬细胞增殖的细胞过程，发现了一条全新的调控通路。这项意义重大的研究成果发表在《Basic Research in Cardiology》上，为动脉粥样硬化的治疗提供了新的靶点和思路。

研究人员运用了多种关键技术方法开展本研究：通过构建混合骨髓嵌合体小鼠模型（将CD45.1野生型和CD45.2基因敲除型骨髓细胞以1:1比例移植到经致死性照射的Ldlr^-/-小鼠体内），在高胆固醇饮食喂养下模拟动脉粥样硬化进程；利用流式细胞术分析细胞增殖（Ki-67染色）和凋亡（活性Caspase-3染色）；采用体外骨髓来源巨噬细胞（BMDM）培养模型研究脂质摄取和增殖能力；通过RNA测序技术分析转录组差异；使用特异性NLRP3抑制剂MCC950进行药理学干预；并利用人颈动脉斑块组织进行离体实验验证。

研究结果方面，团队取得了系列重要发现：

脂质摄取触发动脉粥样硬化斑块中的巨噬细胞增殖

研究人员发现，Cd36^-/-和Msr1^-/-巨噬细胞的氧化低密度脂蛋白（oxLDL）和乙酰化低密度脂蛋白（acLDL）摄取能力显著降低。在混合嵌合体实验中，经过12周高胆固醇饮食后，野生型巨噬细胞在主动脉斑块中的比例显著高于Cd36^-/-或Msr1^-/-巨噬细胞，这种差异是由于野生型细胞具有更高的增殖能力。相反，巨噬细胞特异性Abca1和Abcg1双敲除（Mac-ABC-DKO）导致细胞内胆固醇积累增加，虽然增殖率略有升高，但凋亡率显著增加，最终导致斑块中野生型巨噬细胞占优势。

通过肝X受体α和β或toll样受体共信号传导的细胞内胆固醇传感对斑块巨噬细胞增殖是非必需的

Lxrα/β^-/-嵌合体表现出类似Mac-ABC-DKO的表型，增殖和凋亡均增加，表明LXRα/β主要防止脂质超载诱导的凋亡而非直接调控增殖。Myd88^-/-嵌合体则未显示任何显著差异，排除了Toll样受体信号通路的主要作用。

NLRP3介导巨噬细胞积累和增殖

最引人注目的发现是，只有Nlrp3^-/-嵌合体表现出巨噬细胞增殖显著减少（6.26%±0.52% vs 8.17%±0.44%），而Pycard^-/-（ASC缺失）、Casp1^-/-（Caspase 1缺失）和Il-1r^-/-（IL-1受体缺失）嵌合体均无此现象。这表明NLRP3促进斑块巨噬细胞增殖不依赖于炎症小体其他组分。RNA测序分析显示，野生型BMDM中增殖相关基因（如Mki67和Pcna）上调，而Nlrp3^-/-BMDM中内吞作用相关基因上调。

MCC950靶向抑制NLRP3减少小鼠巨噬细胞增殖和积累

在Apoe^-/-小鼠模型中，MCC950治疗显著降低巨噬细胞增殖（Ki-67阳性率：6.37%±0.8% vs 4.1%±0.59%）和积累，而不影响斑块大小、细胞死亡或血浆胆固醇水平。

MCC950独立于IL-1β抑制人巨噬细胞增殖

在人颈动脉斑块离体实验中，MCC950处理使IL-1β水平降低的同时，巨噬细胞增殖减少47%以上，且外源添加IL-1β不能恢复增殖能力，证实了MLRP3对巨噬细胞增殖的调控独立于IL-1β。

研究结论与讨论部分强调，这项研究首次揭示了NLRP3在动脉粥样硬化斑块中驱动巨噬细胞增殖的关键作用，且这一过程不依赖于经典的炎症小体激活。清道夫受体CD36和MSR1介导的脂质摄取通过NLRP3促进巨噬细胞增殖，而胆固醇 exporters ABCA1和ABCG1的缺失导致细胞内脂质积累，增加增殖和凋亡。重要的是，研究人员证明这种增殖效应在疾病进展过程中逐渐增强，且主要影响斑块内已存在的巨噬细胞群体，而非新募集的单细胞。

这些发现具有重要的临床意义。NLRP3作为一个治疗靶点，同时具备抑制炎症（通过经典炎症小体途径）和抑制增殖（通过新发现的非炎症小体途径）的双重优势，可能比单纯的IL-1β阻断（如CANTOS试验中使用的卡那单抗）更具治疗潜力。虽然MCC950本身因肝毒性问题在临床开发中受阻，但新一代NLRP3抑制剂正在神经和 cardiometabolic疾病中进行临床测试，这些药物可能为动脉粥样硬化治疗提供新的选择。

该研究不仅深化了我们对动脉粥样硬化发病机制的理解，更重要的是为临床治疗提供了新的思路和靶点。通过靶向NLRP3，可能同时解决斑块炎症和巨噬细胞过度增殖两个核心问题，从而实现更有效的动脉粥样硬化治疗和心血管事件预防。这项研究的发现将推动针对NLRP3的治疗策略在心血管疾病领域的进一步发展。