《Cell Discovery》：Lineage tracing reveals the origins and dynamics of macrophages in lung injury and repair
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本研究针对肺损伤修复过程中组织驻留巨噬细胞（TRM）与单核来源巨噬细胞（MDM）的动态贡献机制不清的问题，通过构建CD68-rtTA和Ms4a3-CreER基因谱系示踪小鼠模型，结合单细胞测序技术，系统解析了巨噬细胞亚群在肺纤维化中的时空变化规律。研究发现Notch信号通路负向调控单核细胞招募及向肺泡巨噬细胞（Mo-AM）分化，而Wnt/β-catenin信号则促进其纤维化表型，为靶向巨噬细胞异质性治疗肺纤维化提供了新靶点。
肺纤维化作为导致肺病患者死亡的主要病因，目前尚无有效根治手段。巨噬细胞在肺组织稳态维持、损伤修复及纤维化进程中发挥核心作用，但其异质性来源（胚胎来源的组织驻留巨噬细胞TRM与外周血单核细胞来源的MDM）在肺损伤不同阶段的动态变化与功能分工尚不明确。传统研究方法如骨髓移植模型或细胞表面标记分选难以精准区分TRM与MDM，限制了对其机制的理解。为此，研究团队在《Cell Discovery》发表论文，通过多维度技术手段揭示了巨噬细胞亚群在肺损伤修复中的演变规律及关键信号通路调控网络。
关键技术方法
研究构建了CD68-rtTA;TetO-Cre;R26-tdT小鼠用于特异性标记TRM，以及Ms4a3-CreER;R26-tdT小鼠用于追踪单核细胞来源的MDM。通过博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型，结合流式细胞术、免疫荧光染色、单细胞RNA测序（scRNA-seq）及RNA速率分析，解析巨噬细胞亚群的时空动态。利用R26-iDTR系统进行单核细胞剔除实验，并通过条件性敲除Rbpj（Notch通路关键因子）和Ctnnb1（β-catenin编码基因）探讨信号通路功能。
研究结果
1. TRM在损伤早期显著减少并在修复期稳定维持
通过CD68-rtTA小鼠谱系示踪发现，博来霉素损伤后3天，肺内TRM数量锐减，尤其肺泡巨噬细胞（TR-AM）占比从稳态时的92.9%降至33.6%，而间质巨噬细胞（TR-IM）比例短暂升高。至损伤后28天，TR-AM通过局部增殖部分恢复，但TRM总数保持稳定（图2d-h）。免疫荧光显示损伤后期tdT+F4/80+巨噬细胞（代表MDM）大量浸润，提示MDM是纤维化阶段的主要群体。
2. MDM在纤维化阶段积聚并向AM转化
Ms4a3-CreER小鼠示踪发现，单核细胞在损伤后快速浸润，分化为间质巨噬细胞（Mo-IM），随后通过过渡态Mac0细胞转化为肺泡巨噬细胞（Mo-AM）。scRNA-seq鉴定出Mac0细胞高表达Spp1、Fn1等细胞外基质相关基因，RNA速率分析证实其位于单核细胞→IM→Mac0→AM分化路径中（图4i-j）。至损伤28天，近半数肺巨噬细胞为MDM，其中Mo-AM比例显著增加。
3. 单核细胞剔除减轻肺纤维化
通过Ms4a3-CreER;R26-tdT/iDTR小鼠注射白喉毒素（DT）剔除单核细胞后，肺内MDM数量减少，纤维化标志物（PDGFRα/β、胶原蛋白I/IV）表达下降，Sirius红染色显示纤维化面积显著缩小（图5i-l），表明MDM是驱动纤维化的关键细胞。
4. Notch与Wnt/β-catenin信号通路拮抗调控MDM分化
单核细胞特异性敲除Rbpj（Notch通路核心因子）导致Mo-AM分化受阻，纤维化减轻；而敲除Ctnnb1（Wnt通路关键基因）则促进Mo-AM分化并加重纤维化（图6-7）。scRNA-seq显示Notch信号在Mac0与AM集群中活跃，而Wnt信号在纤维化阶段主导Mo-AM表型定型。
结论与意义
本研究通过遗传学谱系示踪技术首次清晰描绘了肺损伤修复过程中TRM与MDM的动态演变轨迹，发现Mac0细胞是单核细胞向AM分化的关键过渡亚群。Notch与Wnt/β-catenin信号通路的拮抗作用精细调控了MDM的纤维化功能，为靶向巨噬细胞亚群治疗肺纤维化提供了新策略。该研究不仅深化了对肺免疫微环境异质性的认知，也为开发时序特异性干预方案奠定了理论基础。
