第五屆單細胞與空間組學(xué)論壇

血管受損后，身體如何啟動修復(fù)程序？如果修復(fù)“過當”，導(dǎo)致血管壁異常增厚、管腔狹窄，又會引發(fā)何種疾??？3月7日，浙江大學(xué)閃波、西湖大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬杭州市第一人民醫(yī)院黃進宇、浙江省立同德醫(yī)院吳穎、中國科學(xué)院上海免疫與感染研究所邵孟樂團隊在國際知名期刊《Nature Communications》發(fā)表一項突破性研究：首次清晰描繪了血管損傷后，驅(qū)動血管壁異常增生的關(guān)鍵細胞對話圖譜。研究發(fā)現(xiàn)，血管外膜的間充質(zhì)基質(zhì)細胞會“指令”一類特殊的ST2陽性修復(fù)型巨噬細胞，通過一個名為“IL-33-ST2-骨橋蛋白（OPN）”的信號軸，共同推動血管平滑肌細胞增殖，導(dǎo)致新內(nèi)膜增生。干預(yù)該信號軸，能有效緩解小鼠血管損傷模型中的病理性增生。這為預(yù)防心臟支架植入術(shù)后再狹窄等血管疾病，提供了全新的潛在治療策略。

研究背景：過度修復(fù)的臨床困境

CX3CR1+ 動脈巨噬細胞的募集對于血管內(nèi)損傷誘導(dǎo)的新內(nèi)膜增生至關(guān)重要

冠狀動脈疾病是全球首要死因，經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（俗稱“放支架”）是常用療法。然而，約16-20%的患者在術(shù)后會出現(xiàn)支架內(nèi)再狹窄，其核心病理過程是血管內(nèi)損傷引發(fā)血管平滑肌細胞過度增殖和遷移，導(dǎo)致血管壁增厚、管腔再度變窄。盡管血管平滑肌細胞是新內(nèi)膜病變的主要細胞成分，但血管外膜中的各種細胞（如間充質(zhì)基質(zhì)細胞和巨噬細胞）及其相互作用，對于損傷后的血管修復(fù)與重塑至關(guān)重要。然而，驅(qū)動這一過程的細胞間通訊機制此前并不明晰。

核心發(fā)現(xiàn)：破譯細胞間的“指令”鏈條

動脈巨噬細胞異質(zhì)性的表征揭示了一個促進損傷誘導(dǎo)的VSMC增殖的修復(fù)型巨噬細胞亞群

血管內(nèi)損傷激活的MSCs表現(xiàn)出增強的免疫調(diào)節(jié)特征

研究利用小鼠股動脈導(dǎo)絲損傷模型，模擬臨床支架植入術(shù)對血管造成的內(nèi)皮損傷。通過時間分辨的單細胞RNA測序和多色流式細胞術(shù)等高通量技術(shù)，團隊動態(tài)解析了損傷后動脈壁內(nèi)免疫景觀的演變。

研究發(fā)現(xiàn)，損傷發(fā)生后，血管外膜中一群高表達PDPN的間充質(zhì)基質(zhì)細胞被激活。這些細胞是損傷局部白介素-33（IL-33）的主要細胞來源。機制上，損傷的內(nèi)皮細胞釋放熱敏感大分子信號，激活了間充質(zhì)基質(zhì)細胞內(nèi)的NF-κB信號通路，進而直接驅(qū)動了IL-33的轉(zhuǎn)錄與表達。

IL-33 在血管周圍MSCs中的表達被血管內(nèi)損傷激活的NF-κB信號通路增強

MSCs中IL-33的失活影響血管內(nèi)損傷誘導(dǎo)的動脈免疫重塑并抑制新內(nèi)膜增生

關(guān)鍵樞紐：ST2+ 修復(fù)型巨噬細胞

IL-33激活的動脈巨噬細胞促進血管內(nèi)損傷誘導(dǎo)的VSMC增殖和新內(nèi)膜形成

IL-33作為一種“警報素”細胞因子，需要與其特異性受體ST2結(jié)合發(fā)揮作用。研究表明，損傷顯著提升了動脈中ST2的表達，并且大部分表達ST2的細胞是巨噬細胞。這些被IL-33激活的ST2陽性巨噬細胞，在功能上正是團隊此前鑒定的、具有促修復(fù)功能的巨噬細胞亞群。

那么，活化的ST2陽性巨噬細胞如何促進血管狹窄？進一步的機制挖掘鎖定了關(guān)鍵下游因子——骨橋蛋白。研究表明，IL-33-ST2信號能特異性地誘導(dǎo)巨噬細胞高表達并分泌骨橋蛋白。而骨橋蛋白則直接作用于血管平滑肌細胞，強力驅(qū)動其增殖。在基因敲除小鼠模型中，特異性阻斷間充質(zhì)基質(zhì)細胞的IL-33或髓系細胞的ST2，均能顯著降低損傷動脈中的骨橋蛋白水平，并有效抑制血管平滑肌細胞增殖和新內(nèi)膜增生。

ST2+ 巨噬細胞來源的骨橋蛋白驅(qū)動血管內(nèi)損傷后的新內(nèi)膜增生

轉(zhuǎn)化價值：局部干預(yù)展現(xiàn)治療潛力

提出的模型：PDGFRβ+ 血管周圍間充質(zhì)細胞在血管內(nèi)損傷期間指導(dǎo)ST2+ 巨噬細胞應(yīng)答

團隊設(shè)計了一種局部水凝膠遞送系統(tǒng)，在損傷動脈周圍局部應(yīng)用包裹靶向IL-33或骨橋蛋白的小干擾RNA的水凝膠。這種局部干預(yù)策略，能夠有效沉默損傷局部的靶基因表達，在不影響全身的情況下，顯著減輕新內(nèi)膜增生，遏制血管管腔狹窄。

研究意義與未來展望

該研究首次系統(tǒng)闡釋了“血管外膜間充質(zhì)基質(zhì)細胞—IL-33—ST2陽性修復(fù)型巨噬細胞—骨橋蛋白—血管平滑肌細胞”這一調(diào)控軸在損傷誘導(dǎo)的新內(nèi)膜增生中的核心作用。它不僅深化了我們對血管損傷修復(fù)中免疫-間質(zhì)細胞對話的理解，更為防治支架內(nèi)再狹窄提供了新的特異靶點。研究表明，基于水凝膠的遞送系統(tǒng)有望成為一種有前景的策略，用于治療心血管疾病，例如經(jīng)皮冠狀動脈介入治療后的再狹窄。未來，進一步在人體中驗證該機制，將推動相關(guān)療法向臨床邁進。

https://www.nature.com/articles/s41467-026-68587-x

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