利拉魯肽經(jīng)抑制M1巨噬細(xì)胞極化減輕AngII誘導(dǎo)的主動(dòng)脈夾層和主動(dòng)脈瘤

主動(dòng)脈作為人體最大的循環(huán)導(dǎo)管，由內(nèi)膜、中膜（含平滑肌細(xì)胞）和外膜（含成纖維細(xì)胞）構(gòu)成，負(fù)責(zé)向全身輸送血液以完成物質(zhì)交換。主動(dòng)脈瘤和主動(dòng)脈夾層（AAD）是致命性心血管疾病，以血管壁內(nèi)膜與中膜分離為特征，常由高速血流灌注主動(dòng)脈壁破裂處引發(fā)。

近期研究表明巨噬細(xì)胞極化在 AAD 的發(fā)展中起關(guān)鍵作用。巨噬細(xì)胞可在不同刺激下極化為 M1（促炎）和 M2（抗炎）兩種主要表型，在 Ang II 誘導(dǎo)的 AAD 模型中，巨噬細(xì)胞傾向于向 M1 型極化。M1 型巨噬細(xì)胞會(huì)分泌 iNOS、IL-1、IL-6 等炎癥介質(zhì)（其中 IL-6 是加速 AAD進(jìn)展的關(guān)鍵因素，沉默其表達(dá)可產(chǎn)生保護(hù)作用），還會(huì)促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換，并增加降解細(xì)胞外基質(zhì)的 MMP2、MMP9 的分泌，這些都是 AAD 發(fā)病的重要原因。

胰高血糖素樣肽 - 1（GLP-1）是小腸 L 細(xì)胞進(jìn)食時(shí)釋放的激素，結(jié)合 GLP-1 受體后可調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝。利拉魯肽作為長(zhǎng)效 GLP-1 受體激動(dòng)劑，對(duì)心肌梗死、動(dòng)脈粥樣硬化等多種心血管疾病有積極作用，還能抑制 M1 型巨噬細(xì)胞極化。

鑒于此，南京鼓樓醫(yī)院心胸外科心胸血管病研究所的研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)利拉魯肽可能對(duì) AAD 有保護(hù)作用，并通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該假設(shè)并探究其潛在機(jī)制。研究成果發(fā)表在Biochemical pharmacology期刊，題為“Liraglutide attenuates angiotensin II-induced aortic dissection and aortic aneurysm via inhibiting M1 macrophage polarization in APOE mice-/-”。

首先 ，研究人員檢測(cè)了主動(dòng)脈夾層（AD）患者和對(duì)照組患者主動(dòng)脈中 M1 型巨噬細(xì)胞極化水平及 GLP-1R 的表達(dá)水平。結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，AD 患者的 M1 型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物（誘導(dǎo)型一氧化氮合酶 iNOS、CD68）（圖 1A）和 GLP-1R（圖 1B）的表達(dá)水平顯著升高。IF進(jìn)一步證實(shí)了這些發(fā)現(xiàn)，顯示 AD 患者中 CD68、iNOS 和 GLP-1R 的熒光強(qiáng)度更高， 且 GLP-1R 與 CD68、iNOS 存在高度共定位（圖 1C 和 D）。這表明，外源性補(bǔ)充 GLP-1 受體激動(dòng)劑（如利拉魯肽）可能通過抑制 M1 型巨噬細(xì)胞極化，對(duì) AAD 的發(fā)展起到保護(hù)作用。

圖1    AD 患者主動(dòng)脈中 M1 型巨噬細(xì)胞極化增強(qiáng)及 GLP-1R 表達(dá)升高

為了驗(yàn)證假設(shè)，研究人員通過對(duì) APOE 基因敲除小鼠連續(xù)輸注 Ang II 誘導(dǎo)AAD，并同時(shí)注射利拉魯肽。結(jié)果顯示，Ang II 會(huì)導(dǎo)致小鼠血壓升高（圖 2A）、AAD 發(fā)生率和死亡率增加（圖 2B-D）、腹主動(dòng)脈直徑擴(kuò)大（圖 2E - G）及彈性蛋白降解加�。▓D 2H）。而利拉魯肽可顯著改善這些損傷，表明其能抑制 AAD形成并降低死亡率，具有潛在治療作用。

圖2    利拉魯肽減輕 Ang II 誘導(dǎo)的 APOE 基因敲除小鼠主動(dòng)脈瘤和 AAD 的發(fā)生

接下來，為了探究利拉魯肽保護(hù)作用的潛在機(jī)制，研究人員檢測(cè)了各組小鼠主動(dòng)脈中 M1 型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物 iNOS 以及炎癥因子 IL-6、IL-1α 和 IL-1β 的表達(dá)水平。結(jié)果顯示， Ang II 會(huì)使小鼠主動(dòng)脈中 M1 型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物 iNOS（圖 3A -C）及炎癥因子 IL-6、IL-1α、IL-1β（圖 3F） 的表達(dá)水平升高，還會(huì)增加主動(dòng)脈中 GLP-1R 的表達(dá)，而利拉魯肽可逆轉(zhuǎn)這些變化（圖 3A 和 C）。不過，單獨(dú)用 Ang II 或其與利拉魯肽聯(lián)合處理，對(duì)小鼠血清胰島素和 GLP-1 水平無顯著影響（圖 3D）。

接著，研究人員利用 LPS 處理的骨髓來源巨噬細(xì)胞（BMDM）來探究利拉魯肽對(duì)巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控作用，經(jīng)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)所用 LPS 濃度為 0.1 μg/ml（圖 3G），細(xì)胞為 F4/80 陽性 BMDM（圖 3H）。結(jié)果顯示，LPS 會(huì)誘導(dǎo) M1 型巨噬細(xì)胞極化，使上清液中 iNOS（圖 3I 至 3M）、IL-6、IL-1α 和 IL-1β 的表達(dá)水平升高（圖 3N 至 3Q），而利拉魯肽可緩解此情況，且其保護(hù)作用會(huì)被 GLP-1 受體拮抗劑減弱（圖 3J 和 2L），這一結(jié)果在 Raw 264.7 巨噬細(xì)胞系中也得到驗(yàn)證（圖 3R-3V）。這些結(jié)果表明，利拉魯肽在體內(nèi)外均可通過激活 GLP-1 受體抑制 M1 型巨噬細(xì)胞極化。

圖3    利拉魯肽在體內(nèi)和體外均能抑制 M1 型巨噬細(xì)胞極化

血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）表型轉(zhuǎn)換是 AAD 進(jìn)展的關(guān)鍵機(jī)制，且由 M1 型巨噬細(xì)胞極化介導(dǎo)。因此，研究人員探究了利拉魯肽對(duì)各組小鼠主動(dòng)脈中血管平滑肌細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換的影響。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，Ang II 會(huì)使小鼠主動(dòng)脈中 VSMC 的收縮型標(biāo)志物（αSMA、SM22）表達(dá)降低（圖 4A 和 B），合成型相關(guān)的 MMP9、MMP2 表達(dá)升高（圖 4C 和 D），即誘導(dǎo) VSMC 向合成型轉(zhuǎn)換，而利拉魯肽可逆轉(zhuǎn)這一轉(zhuǎn)換過程。

然后，為了進(jìn)一步探究利拉魯肽對(duì) VSMC 表型轉(zhuǎn)換的影響是否通過調(diào)控 M1 型巨噬細(xì)胞極化實(shí)現(xiàn)，研究將原代 VSMC 暴露于不同處理的 BMDM 條件培養(yǎng)基中。結(jié)果顯示，LPS 處理的 BMDM 條件培養(yǎng)基會(huì)降低 VSMC 傷口愈合速率（圖 4E），抑制收縮型標(biāo)志物（αSMA、SM22）表達(dá)（圖 4F 和 G），促進(jìn)合成型相關(guān)酶（MMP9、MMP2）表達(dá)（圖 4H 和 I），而利拉魯肽與 LPS 聯(lián)合處理的 BMDM 條件培養(yǎng)基則不影響 VSMC 表型轉(zhuǎn)換。這表明利拉魯肽可通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化來調(diào)控 VSMC 表型轉(zhuǎn)換。

圖4   利拉魯肽通過調(diào)控巨噬細(xì)胞極化調(diào)節(jié) VSMC 表型轉(zhuǎn)換

為了進(jìn)一步明確利拉魯肽介導(dǎo) M1 型巨噬細(xì)胞極化的機(jī)制，研究對(duì)不同處理的 BMDM 進(jìn)行 RNA 測(cè)序，發(fā)現(xiàn) 499 個(gè)交互作用的差異表達(dá)基因（圖 5A），這些基因主要富集在細(xì)胞因子 - 細(xì)胞因子受體相互作用通路（圖 5B），其詳細(xì)情況展示于熱圖中（圖 5C）。經(jīng) RT-qPCR 驗(yàn)證，CXCL3 的表達(dá)差異顯著，其中，IL1a 未被檢測(cè)到，盡管其變化倍數(shù)很高（圖 5D） 。同時(shí)，AD患者血清中 CXCL3 濃度顯著高于對(duì)照組（圖 5E）。

最后，為了驗(yàn)證 CXCL3 在利拉魯肽介導(dǎo) M1 型巨噬細(xì)胞極化中的作用，研究發(fā)現(xiàn)：將 BMDM 與 CXCL3 共孵育會(huì)使相關(guān)炎癥因子表達(dá)增加，利拉魯肽預(yù)處理可緩解（圖 5F）。后續(xù)選擇 siCXCL3-1 用于實(shí)驗(yàn)（圖 5G）。 結(jié)果顯示，siCXCL3-1 顯著逆轉(zhuǎn)了 M1 型巨噬細(xì)胞極化（圖 5H）。KEGG 分析提示 PI3K/AKT 信號(hào)通路可能參與其中，使用 PI3K 抑制劑 LY294002 后，利拉魯肽下調(diào) CXCL3 表達(dá)的作用被逆轉(zhuǎn)（圖 5I）。這表明利拉魯肽可能通過 PI3K/AKT 信號(hào)通路調(diào)控 CXCL3 表達(dá)，進(jìn)而影響 M1 型巨噬細(xì)胞極化。

圖5   CXCL3 參與利拉魯肽介導(dǎo)的 M1 型巨噬細(xì)胞極化，并成為AAD的潛在生物標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)

圖6  示意圖

總之，該研究表明，利拉魯肽通過調(diào)控 M1 型巨噬細(xì)胞極化，經(jīng) PI3K/AKT 信號(hào)通路抑制 CXCL3 的表達(dá)，從而對(duì)主動(dòng)脈瘤和主動(dòng)脈夾層發(fā)揮保護(hù)作用（圖6）。這使其成為 AAD極具潛力的治療靶點(diǎn)，為 AAD 的管理提供了新途徑。

參考文獻(xiàn)：Zhang K, Li R, Matniyaz Y, Yu R, Pan J, Liu W, Wang D. Liraglutide attenuates angiotensin II-induced aortic dissection and aortic aneurysm via inhibiting M1 macrophage polarization in APOE -/- mice. Biochem Pharmacol. 2024 May;223:116170. doi: 10.1016/j.bcp.2024.116170. Epub 2024 Mar 26. Erratum in: Biochem Pharmacol. 2025 Feb;232:116707. doi: 10.1016/j.bcp.2024.116707. PMID: 38548245.
原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38548245/

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