骨髓来源的α-SMA+巨噬细胞的胆固醇摄取和流出失调促进动脉粥样硬化斑块形成

Dysregulated cholesterol uptake and efflux of bone marrow-derived α-SMA+ macrophages contribute to atherosclerotic plaque formation.

作者信息Menglu Li, Lili Wu, Yuxin Wen, Anni Wang, Xiao Zhou, Lijie Ren, Qiongyu Lu, Fengchan Li, Li Zhu, Chaojun Tang
PMID40159437
发布时间2025-03-30
DOI10.1007/s00018-025-05655-3

实验完整度

包含细胞系(Raw264.7)、原代BMDM、小鼠模型(PCL、AAV-PCSK9/HFD)、骨髓移植、免疫荧光、流式、Western blot、RNA-seq等多层级验证,并涉及功能与机制验证。

主要模型

Raw264.7细胞系 骨髓来源巨噬细胞(BMDM) Acta2MKO小鼠(巨噬细胞特异性Acta2敲除) CX3CR1GFP/+ApoE−/−小鼠(动脉粥样硬化模型)

重点核对

使用巨噬细胞特异性Acta2敲除小鼠(Acta2MKO)验证α-SMA对斑块形成的影响 使用CX3CR1GFP/+谱系示踪小鼠追踪骨髓来源巨噬细胞 使用部分颈动脉结扎(PCL)诱导 disturbed flow 模型 使用AAV-PCSK9和高脂饮食诱导动脉粥样硬化模型 使用SC79(AKT激动剂)验证AKT通路的作用

摘要

巨噬细胞因其不同的表型在动脉粥样硬化的发病机制中发挥不同的作用。尽管已发现α-SMA+巨噬细胞存在于骨髓和动脉粥样硬化斑块中,但其在动脉粥样硬化中的作用仍不清楚。通过对单核细胞/巨噬细胞谱系示踪小鼠进行部分颈动脉结扎(PCL),我们观察到在 disturbed flow 条件下,骨髓来源的α-SMA+巨噬细胞出现在内皮下和动脉粥样硬化斑块中。通过使用由Acta2f/f转基因小鼠与LysM-Cre小鼠杂交产生的巨噬细胞特异性Acta2敲除(Acta2MKO)小鼠,检测了α-SMA+巨噬细胞在动脉粥样硬化斑块形成中的功能作用。在注射腺相关病毒-突变PCSK9并高脂饮食(HFD)喂养12周后,Acta2MKO小鼠的主动脉斑块面积比Acta2f/f小鼠小77.43%。与Acta2f/f小鼠相比,Acta2MKO小鼠主动脉根部脂质沉积、巨噬细胞浸润和α-SMA+区域显著减少。机制上,使用Acta2过表达的Raw264.7细胞(Acta2hi细胞)和来自Acta2MKO小鼠的骨髓来源巨噬细胞(Acta2MKO BMDMs),我们表明巨噬细胞α-SMA增加了清道夫受体SR-A的表达,诱导Ox-LDL的结合和摄取,并降低了胆固醇转运体ABCA1的水平,可能通过AKT通路。总之,我们的结果表明,骨髓来源的α-SMA+巨噬细胞由于胆固醇摄取和流出失调而促进动脉粥样硬化斑块形成,为动脉粥样硬化的预防和治疗提供了潜在靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
骨髓来源的α-SMA+巨噬细胞在动脉粥样硬化斑块形成中的作用及其机制是什么?
核心机制
α-SMA通过AKT通路上调清道夫受体SR-A的表达,促进Ox-LDL的结合和摄取,同时下调胆固醇转运体ABCA1,抑制胆固醇流出,导致脂质积累,促进斑块形成。
主要证据
在Acta2MKO小鼠中,主动脉斑块面积减少77.43%,主动脉根部脂质沉积减少53.36%;细胞实验显示α-SMA过表达增加Ox-LDL结合和摄取,降低ABCA1表达;SC79激活AKT可逆转这些效应。
研究意义
揭示骨髓来源α-SMA+巨噬细胞的促动脉粥样硬化作用,为动脉粥样硬化的预防和治疗提供潜在靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证 disturbed flow 下骨髓来源α-SMA+巨噬细胞在内皮下的积累

确定 disturbed flow 是否能诱导骨髓来源巨噬细胞表达α-SMA并浸润内皮下。

对CX3CR1GFP/+小鼠进行PCL手术,在不同时间点(2、7、14、28天)取颈动脉,通过免疫荧光和流式检测GFP+α-SMA+细胞。

2

验证骨髓来源α-SMA+巨噬细胞在动脉粥样硬化斑块中的存在

检查骨髓来源的α-SMA+巨噬细胞是否存在于动脉粥样硬化斑块中。

对CX3CR1GFP/+ApoE−/−小鼠进行PCL手术并喂食HFD 4周或16周,通过流式和免疫荧光检测斑块中GFP+α-SMA+细胞。

3

验证巨噬细胞特异性α-SMA敲除对斑块形成的影响

确定巨噬细胞α-SMA缺失是否影响动脉粥样硬化斑块形成。

对Acta2f/f和Acta2MKO小鼠注射AAV-PCSK9并喂食HFD 12周,通过Sudan IV和Oil Red O染色评估斑块大小,并通过免疫荧光检测巨噬细胞浸润。

4

验证α-SMA对巨噬细胞脂质摄取和流出的影响

探讨α-SMA表达对巨噬细胞Ox-LDL结合、摄取和胆固醇流出的影响。

使用Acta2hi Raw264.7细胞和Acta2MKO BMDMs,通过流式检测DiI-Ox-LDL的结合和摄取,并通过Western blot检测SR-A、ABCA1、ABCG1表达。

5

验证AKT通路在α-SMA介导的脂质积累中的作用

确定α-SMA是否通过AKT通路调节脂质摄取和流出。

对Acta2hi Raw264.7细胞给予Ox-LDL和SC79处理,通过Western blot检测p-AKT、SR-A、ABCA1表达,并通过流式检测Ox-LDL结合和摄取。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
AAV8-D377Y-mPCSK9病毒Vigenebio--
高脂饮食Harlan Teklad88137
MOMA-2抗体Abcamab33451
CD31抗体Abcamab28364
Cy3-α-SMA抗体SigmaC6198
I型胶原抗体Proteintech14695-1-AP
Ki-67抗体Abcamab16667
罗丹明标记的鬼笔环肽Thermo FisherR415
Alexa Fluor 647偶联驴抗兔IgGAbcamab150063
Alexa Fluor 647偶联驴抗大鼠IgGAbcamab150167
水溶性封片剂Southern Biotech0100-01
CD16/32抗体BioLegend101320
Zombie Yellow可固定活力试剂盒BioLegend423103
PerCP大鼠抗小鼠CD45BD557235
Alexa Fluor 647抗小鼠F4/80BioLegend123122
PE/Cyanine7抗小鼠Gr-1BioLegend108415
APC仓鼠抗小鼠CD11cBD550261
Brilliant Violet 421抗小鼠CD206BioLegend141717
APC抗小鼠CD31BioLegend102509
APC-Cy7大鼠抗CD11bBD557657
Annexin V-APC/7-AAD凋亡试剂盒MultiSciencesAP105
DMEM培养基Gibco--
内皮细胞培养基SCIENCELL1001
内皮细胞生长添加剂R&D390599
DiI标记的氧化低密度脂蛋白Yiyuan Biotechnologies--
7-AADeBioscience00-6993-50
α-SMA抗体BosterBM0002
SR-A抗体R&Daf1797
ABCA1抗体BosterPB0490
ABCG1抗体Biossbs-23382R
CD36抗体Abcamab133625
GAPDH抗体BeyotimeAF0006
p-Smad3抗体BeyotimeAF1759
Smad3抗体SANTA CRUZsc-101154
IRDye 800CW二抗Abcamab150063
RNAsimple总RNA提取试剂盒QIAGEN217004
RNA Nano 6000检测试剂盒Agilent Technologies--
RNAsimple总RNA提取试剂盒QIAGEN217000
5×All-In-One RT预混液AbmG490
SYBR GreenRoche04707516001
24孔Transwell小室Corning3422
结晶紫BeyotimeC0121
SC79----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
小鼠品系、年龄(8周)、性别(雄性)、AAV-PCSK9注射剂量(5×10^11基因组拷贝/只)、HFD喂养时间(12周/16周)
阅读提示:Methods: Animals, Mouse model of atherosclerosis
PCL手术
结扎的动脉(ECA、ICA、OA)、保留STA、血流减少约80%
阅读提示:Methods: Induction of disturbed flow in vivo by partial carotid ligation
细胞培养
BMDM分化条件(20% L929条件培养基、4-7天)、Raw264.7培养条件(DMEM高糖、10% FBS、1%青霉素/链霉素/两性霉素)
阅读提示:Methods: Cell culture
Ox-LDL结合和摄取实验
DiI-Ox-LDL浓度(10 μg/mL)、孵育时间(4°C 2h或37°C 4h)、7-AAD染色
阅读提示:Methods: Binding and uptake of oxLDL
信号通路干预
SC79浓度(2 μg/mL)、预处理时间(0.5h)、Ox-LDL浓度(50 μg/mL)
阅读提示:Results: AKT pathway is involved in α-SMA-induced lipid accumulation; Methods: Cell culture