巨噬细胞来源的半乳糖凝集素-3通过TLR4/MyD88/NF-κB/NLRP3通路在动脉粥样硬化中促进细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡

背景：细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡（PANoptosis）在感染性和炎症性疾病中同时发生并广泛交叉连接。然而，巨噬细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡在动脉粥样硬化中的共存和调控尚未被研究。方法：分析了人下肢截肢和颈动脉内膜切除术的动脉粥样硬化标本。采用ox-LDL诱导的巨噬细胞和高脂饮食（HFD）喂养的ApoE−/−小鼠分别作为体外和体内模型。通过对动脉粥样硬化小鼠主动脉的整合蛋白质组学和转录组学分析，半乳糖凝集素-3被认定为与PANoptosis相关的关键差异表达蛋白和基因。对人颈动脉内膜切除术标本的单细胞转录组学分析研究了半乳糖凝集素-3的细胞分布。半乳糖凝集素-3是巨噬细胞活化的有效驱动因子，并通过NLRP3炎症小体激活引发炎症。为阐明半乳糖凝集素-3/NLRP3在动脉粥样硬化中的作用，在巨噬细胞中进行半乳糖凝集素-3 siRNA转染，制备半乳糖凝集素-3和ApoE双缺陷小鼠，注射AAV-F4/80-shGalectin-3，并给予NLRP3激动剂尼日利亚菌素。结果：在晚期人类和小鼠动脉粥样硬化病变中检测到大量炎症因子、NLRP3/GSDMD/CASP3/CASP8/RIPK3/pMLKL的激活以及半乳糖凝集素-3的上调。半乳糖凝集素-3主要在动脉粥样硬化巨噬细胞中表达，与近端邻近动脉相比，半乳糖凝集素-3阳性巨噬细胞主要分布在动脉粥样硬化核心。ox-LDL诱导巨噬细胞凋亡、焦亡和坏死性凋亡，表现为NLRP3/GSDMD/CASP3/CASP8/RIPK3/pMLKL的激活和促炎细胞因子的分泌。半乳糖凝集素-3与NLRP3相互作用。半乳糖凝集素-3的基因敲低减轻了ox-LDL诱导的炎症性细胞死亡激活，而这种作用被NLRP3激动剂尼日利亚菌素显著消除。在半乳糖凝集素-3缺陷的HFD喂养ApoE−/−小鼠中，巨噬细胞死亡、血管炎症和动脉粥样硬化减轻，而尼日利亚菌素则加重。机制上，半乳糖凝集素-3激活TLR4/MyD88/NF-κB/NLRP3轴，诱导巨噬细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡。结论：巨噬细胞来源的半乳糖凝集素-3通过上调TLR4/MyD88/NF-κB/NLRP3通路，共同促进细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡，促进血管炎症和动脉粥样硬化。要点：- 巨噬细胞的焦亡、凋亡和坏死性凋亡在动脉粥样硬化中同时发生。- 半乳糖凝集素-3和NLRP3在人和小鼠动脉粥样硬化病变中表达升高。- 半乳糖凝集素-3主要在动脉粥样硬化斑块内的巨噬细胞中表达。- 半乳糖凝集素-3与NLRP3相互作用，激活TLR4/MyD88/NF-κB/NLRP3信号轴，并诱导PANoptosis样细胞死亡。- 半乳糖凝集素-3缺陷减轻动脉粥样硬化病变发展，而NLRP3激动剂尼日利亚菌素加重病变。