TREM2通过调控巨噬细胞脂质代谢与炎症反应影响动脉粥样硬化斑块稳定性的机制研究

《iScience》：Astrocytes improve tactile categorization by modulating sensory processing in neurons

　　

动脉粥样硬化（atherosclerosis, AS）是一种慢性炎症性血管疾病，其发生发展涉及脂质沉积与免疫细胞浸润的复杂相互作用。髓系细胞触发受体2（triggering receptor expressed on myeloid cells-2, TREM2）作为一种在巨噬细胞表面高度表达的免疫受体，已被证实参与调控脂质代谢和炎症反应，但其在动脉粥样硬化斑块稳定性中的具体作用及分子机制尚未完全阐明。本研究利用ApoE?/?小鼠建立动脉粥样硬化模型，并通过骨髓移植技术构建巨噬细胞特异性TREM2缺失小鼠，结合组织病理学分析、脂质组学检测及转录组测序（RNA-seq），系统评估了TREM2缺失对斑块面积、斑块内脂质含量、胶原纤维沉积及炎性细胞浸润的影响。研究结果显示，巨噬细胞TREM2缺失显著加重了动脉粥样硬化斑块的进展，表现为斑块面积增大、坏死核心扩大、纤维帽变薄以及斑块内炎性因子表达升高。进一步的机制研究表明，TREM2缺失通过抑制过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ）信号通路，导致巨噬细胞胆固醇外流受阻及促炎性M1型极化增强。此外，TREM2缺失还促进了斑块内巨噬细胞向泡沫细胞的转化，加剧了脂质蓄积。本研究揭示了TREM2通过PPARγ通路调控巨噬细胞脂质代谢与炎症极化、进而维持动脉粥样硬化斑块稳定性的关键作用，为以TREM2为靶点的动脉粥样硬化治疗策略提供了新的理论依据和实验基础。

论文解读文章

一、研究背景与科学问题

动脉粥样硬化是心肌梗死、脑卒中等心脑血管事件的主要病理基础，其斑块破裂导致的血栓形成是急性临床事件发生的直接原因。斑块的稳定性取决于其结构组成，尤其是纤维帽厚度、坏死核心大小以及炎性细胞浸润程度。巨噬细胞作为斑块内最主要的免疫细胞群体，在脂质摄取、泡沫细胞形成、炎症因子分泌及细胞外基质降解等多个环节中发挥核心作用。在斑块进展过程中，巨噬细胞呈现高度的异质性和可塑性，其功能表型的动态转换直接影响斑块的转归方向。然而，调控巨噬细胞在斑块内功能命运的上游分子开关尚未被充分认识。

TREM2是一种在髓系细胞表面表达的Ⅰ型跨膜受体，近年来的研究已证实其在阿尔茨海默病、非酒精性脂肪性肝炎及肿瘤微环境等疾病模型中参与脂质代谢和炎症免疫的调控。在动脉粥样硬化领域，尽管已有报道提示TREM2在斑块巨噬细胞中表达上调，但其对斑块稳定性的具体贡献及下游分子机制仍存在争议，缺乏基于巨噬细胞特异性基因干预的系统性功能研究。因此，明确TREM2在动脉粥样硬化斑块稳定性调控中的作用及其分子通路，对于深入理解斑块进展的免疫代谢机制以及开发新的稳定斑块治疗靶点具有重要的科学意义和临床价值。

二、研究内容与主要结论

研究人员利用ApoE^?/?小鼠建立动脉粥样硬化模型，通过骨髓移植技术构建了巨噬细胞特异性TREM2缺失的嵌合体小鼠，并给予高脂饮食喂养以加速斑块形成。随后，研究人员结合组织病理学染色、油红O脂质染色、天狼星红胶原染色及免疫荧光分析，系统比较了TREM2缺失组与对照组小鼠主动脉根部及全主动脉的斑块负荷和斑块成分差异。研究结果显示，巨噬细胞TREM2缺失显著增加了主动脉斑块总面积，同时导致斑块内坏死核心面积比例明显增大、纤维帽厚度显著变薄，提示斑块稳定性受到严重损害。此外，TREM2缺失还导致斑块内M1型促炎巨噬细胞标志物（如iNOS、TNF-α）表达升高，而M2型抗炎标志物（如Arg-1、CD163）表达下降，表明TREM2缺失推动了巨噬细胞向促炎表型偏移。在脂质代谢方面，TREM2缺失的巨噬细胞表现出更强的脂质摄取能力和胆固醇酯蓄积，泡沫细胞形成增多，同时胆固醇外流能力受损。转录组测序及后续验证实验揭示，TREM2缺失显著抑制了PPARγ及其下游靶基因（如ABCA1、ABCG1）的表达，而通过药理学手段激活PPARγ则可部分逆转TREM2缺失所导致的脂质蓄积和炎症反应增强。上述结果表明，TREM2通过维持PPARγ信号通路的活性来促进巨噬细胞胆固醇外流并抑制过度炎症反应，从而发挥稳定动脉粥样硬化斑块的关键保护作用。

三、主要关键技术方法

研究人员使用了以下关键技术方法：利用ApoE^?/?小鼠与TREM2^flox/flox小鼠杂交并结合骨髓移植技术，构建巨噬细胞特异性TREM2基因缺失的动脉粥样硬化小鼠模型；采用油红O染色、苏木素-伊红染色及天狼星红染色评估斑块面积、坏死核心及胶原含量；运用免疫荧光染色检测斑块内巨噬细胞极化标志物；通过体外巨噬细胞培养实验结合荧光标记脂蛋白摄取与外流实验检测脂质代谢功能；利用转录组测序（RNA-seq）筛选差异表达基因及信号通路；采用Western blot和实时荧光定量PCR验证关键分子表达水平；使用PPARγ激动剂进行回补实验验证通路因果关系。样本来源于小鼠主动脉组织及腹腔巨噬细胞，未涉及人类样本队列。

四、研究结果

4.1 TREM2缺失加重动脉粥样硬化斑块形成

通过油红O染色和主动脉整体成像分析发现，巨噬细胞特异性TREM2缺失小鼠在高脂饮食喂养后，其主动脉根部及全主动脉的斑块面积较对照组显著增加，表明TREM2在巨噬细胞中的表达对抑制动脉粥样硬化进展具有重要作用。

4.2 TREM2缺失损害斑块稳定性

组织病理学分析显示，TREM2缺失组斑块内坏死核心面积比例显著增大，纤维帽厚度明显变薄，胶原纤维含量减少，提示斑块趋于不稳定表型，破裂风险增加。

4.3 TREM2缺失促进巨噬细胞促炎极化

免疫荧光和定量PCR检测发现，TREM2缺失组斑块内M1型巨噬细胞标志物表达上调，M2型标志物表达下调，同时炎性细胞因子（IL-1β、TNF-α）水平升高，说明TREM2缺失加剧了斑块局部炎症微环境。

4.4 TREM2缺失加剧巨噬细胞脂质蓄积与泡沫细胞形成

体外实验证实，TREM2缺失的巨噬细胞摄取氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）的能力增强，细胞内胆固醇酯含量升高，泡沫细胞形成增多，同时胆固醇外流效率显著下降，相关外流转运体ABCA1和ABCG1表达降低。

4.5 TREM2通过PPARγ通路发挥保护作用

转录组测序及通路富集分析显示，TREM2缺失显著抑制了PPARγ信号通路。进一步使用PPARγ激动剂处理TREM2缺失巨噬细胞后，脂质蓄积和炎症反应均得到明显改善，证实TREM2通过PPARγ依赖途径调控巨噬细胞脂质代谢和炎症功能。

五、讨论与结论总结

讨论部分指出，本研究首次在巨噬细胞特异性基因敲除水平上证实了TREM2对动脉粥样硬化斑块稳定性的保护性作用，将TREM2的功能从既往的脂质代谢调控拓展至斑块结构完整性的维持。研究结果强调了TREM2-PPARγ轴作为巨噬细胞脂质代谢与炎症反应之间的关键交汇节点，其功能失调可能是导致斑块从稳定向不稳定转化的潜在驱动因素。此外，研究还讨论了TREM2在不同疾病背景下功能的组织特异性，提示针对TREM2的治疗策略需要考虑疾病微环境的差异。研究结论部分总结认为，巨噬细胞TREM2通过激活PPARγ信号通路促进胆固醇外流并抑制促炎极化，从而维持动脉粥样硬化斑块的稳定性；TREM2可作为预测斑块易损性的潜在生物标志物，并有望成为稳定动脉粥样硬化斑块的新的治疗靶点。