IF50.5｜早期间歇性高脂血症重塑动脉巨噬细胞加速动脉粥样硬化

早期胆固醇暴露比晚期持续暴露更促动脉粥样硬化，关键在于常驻巨噬细胞稳态被破坏。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

高脂血症是动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）的主要危险因素。既往研究已明确累积LDL-C暴露量与心血管事件风险相关，且暴露时间模式独立影响风险，早期暴露危害更大。动物模型通常采用持续高脂饮食诱导晚期高脂血症，忽略了生命早期胆固醇波动的影响。巨噬细胞在动脉粥样硬化中发挥核心作用，其中常驻样巨噬细胞（如表达LYVE1的TLF+巨噬细胞）被认为具有保护功能，但其在早期高脂血症下的变化及机制尚不清楚。

科学问题

卡在哪里： 现有动脉粥样硬化模型仅模拟晚期持续高脂血症，无法反映人类生命早期胆固醇暴露模式。早期间歇性高脂血症如何影响动脉巨噬细胞、进而加速疾病进展的机制未知。

本文要回答： 建立早期间歇性高脂血症小鼠模型，探究其加速动脉粥样硬化的细胞和分子机制，并验证早期胆固醇暴露对人类中年颈动脉斑块的影响。

技术路线

作者主要用了：早期间歇性高脂血症小鼠模型、流式分选+bulk RNA-seq、scRNA-seq整合分析、GWAS关联分析、条件性基因敲除、人群队列分析。

作者构建了Ldlr−/−小鼠早期间歇性西方饮食（iWD）模型，与晚期持续西方饮食（cWD）对比，保证累积胆固醇暴露量相同。首先观察两组动脉粥样硬化斑块大小差异，随后在斑块尚未出现差异的3周时间点，分选主动脉巨噬细胞进行bulk RNA-seq，鉴定差异表达基因及通路。进一步通过命运追踪和条件性敲除小鼠验证常驻巨噬细胞的作用，并利用人类GWAS数据和Young Finns Study队列验证临床相关性。

图 1　Fig. 1。图1展示了实验设计：Ldlr−/−小鼠分别接受6周晚期持续西方饮食（cWD）或6周早期间歇性西方饮食（iWD），累积胆固醇暴露量相似。油红O染色显示iWD组主动脉窦斑块面积显著大于cWD组，且iWD组斑块坏死核心更大、胞葬作用缺陷。

核心亮点

亮点 1｜早期间歇性高脂血症显著加速动脉粥样硬化

在累积胆固醇暴露量相同的情况下，iWD组小鼠主动脉窦斑块面积显著大于cWD组（图1c,d），且斑块呈现更促炎的表型：MOMA2+巨噬细胞和CD3+T细胞浸润增加，坏死核心增大。该效应在雌性小鼠中同样存在，且不依赖于肠道菌群和适应性免疫。延长iWD至12周仍观察到斑块显著增大，并伴有胞葬作用缺陷和凋亡碎片堆积。

图 2　Fig. 2。图2显示iWD与cWD小鼠主动脉巨噬细胞bulk RNA-seq结果。GO分析表明自噬和胞葬相关通路在iWD组显著下调。火山图显示多数显著DEGs在常驻样巨噬细胞中富集且表达下调。免疫荧光显示LYVE1+巨噬细胞随动脉粥样硬化进展逐渐减少，且与斑块面积呈负相关。

亮点 2｜iWD重塑动脉巨噬细胞转录组，下调常驻样巨噬细胞基因

在斑块大小尚未出现差异的3周时间点，对主动脉巨噬细胞进行bulk RNA-seq，发现746个差异表达基因（DEGs）。GO分析显示自噬和胞葬相关通路显著下调。多数显著DEGs富集于常驻样巨噬细胞（如MacAIR和TLF+巨噬细胞），且表达下调。命运追踪实验证实iWD加速了内膜常驻巨噬细胞（MacAIR）的丢失，同时单核细胞来源巨噬细胞代偿性增多。

图 3　Fig. 3。图3展示条件性敲除LYVE1+巨噬细胞（Apoe−/−Lyve1cre+/−Csf1rflox/flox）对动脉粥样硬化的影响。与对照相比，敲除小鼠斑块面积增大、CD68+巨噬细胞浸润增加、坏死核心扩大。在AAV8-PCSK9模型中，iWD加速斑块形成和坏死核心扩大的效应在LYVE1+巨噬细胞缺失小鼠中被削弱。

亮点 3｜LYVE1+常驻巨噬细胞缺失加剧动脉粥样硬化

在Apoe−/−背景下条件性敲除Csf1r以清除LYVE1+巨噬细胞，导致斑块面积显著增大、CD68+巨噬细胞浸润增加、坏死核心扩大，且胞葬作用受损。在AAV8-PCSK9诱导的高脂血症模型中，iWD加速斑块形成和坏死核心扩大的效应在LYVE1+巨噬细胞缺失小鼠中被削弱，表明这些常驻巨噬细胞具有保护作用。

图 4　Fig. 4。图4显示主动脉巨噬细胞DEGs与人类CAD GWAS基因的关联。显著DEGs中CAD相关基因比例显著高于非显著DEGs。64个CAD相关DEGs主要分布于MacAIR/TREM2样和常驻样TLF+巨噬细胞。NRP1在常驻样巨噬细胞中高表达，其缺失在cWD下加速动脉粥样硬化，但在iWD下无额外效应。

亮点 4｜iWD改变与人类ASCVD相关的巨噬细胞通路

主动脉巨噬细胞DEGs显著富集于GWAS中与冠心病相关的基因。其中64个DEGs可归入特定巨噬细胞亚型，多数属于MacAIR/TREM2样或常驻样TLF+巨噬细胞。进一步分析发现22个GWAS相关DEGs在症状性颈动脉斑块巨噬细胞中差异表达。NRP1作为肌动蛋白骨架组织通路的关键基因，在常驻样巨噬细胞中高表达，其缺失在cWD下加速动脉粥样硬化，但在iWD下无额外效应，提示iWD已使该保护通路失活。

亮点 5｜生命早期胆固醇暴露与中年颈动脉斑块相关

利用Young Finns Study队列，采用贝叶斯相关生命历程暴露模型分析发现，儿童期和青春期非HDL-C水平对中年颈动脉斑块发生和面积有显著贡献，且生命早期暴露的贡献超过总效应的一半。该结果支持早期胆固醇暴露是动脉粥样硬化的重要决定因素。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： 早期间歇性高脂血症小鼠模型、流式分选+bulk RNA-seq、scRNA-seq整合分析、GWAS关联分析、条件性基因敲除、人群队列分析
• 公开数据： E-MTAB-12759、E-MTAB-12761
• 代码： 公开仓库 https://github.com/CAD-ZM-BFX/Takaoka_Mallat、https://github.com/MadathilSA/BayesianRelevantLifeCourseExposure；本地已克隆：BayesianRelevantLifeCourseExposure、Takaoka_Mallat
• 谁该点开原文： 研究动脉粥样硬化、巨噬细胞生物学或生命历程流行病学的科研人员。

带走一句

早期胆固醇暴露通过破坏常驻巨噬细胞稳态加速动脉粥样硬化，提示分析时需关注暴露时间模式，而非仅看累积剂量。