A habsejtek eredetéről és sejtidentitásáról in vivo szerzett ismereteink feltűnően korlátozottak, figyelembe véve e sejtek ubiquitását az ateroszklerotikus elváltozásokban és kritikus szerepüket az elváltozás patogenezisében, beleértve a késői klinikai következményeket, mint például a szívinfarktus vagy a stroke. Az előrehaladott léziókon végzett humán patológiai vizsgálatokban1 a habsejteket vagy lipidben gazdag sejteket először makrofágokként azonosították a CD68, CD45 és HLA II. osztályú (68-as differenciációs klaszter, 45-ös differenciációs klaszter és II. osztályú humán leukocita antigén) monoklonális antitestek segítségével.2 Ezeket azonban gyorsan követték a jobb aktin antitestekkel végzett vizsgálatok, amelyek arról számoltak be, hogy a simaizomsejtek (SMC) is képesek habsejteket létrehozni, mind az előrehaladott, mind a korai stádiumú humán léziókban.3, 4 A laboratóriumunk5-7 és mások8 által a közelmúltban végzett vonalkövetési vizsgálatok azonban azt mutatták, hogy a sejtek eredetének meghatározásához a markergének kizárólagos használata nem megbízható megközelítés egy ateroszklerotikus lézió kontextusában. Valójában kimutatták, hogy az SMC elveszítheti kontraktilis markereiket és kifejezhet makrofág markereket, mint például a CD68,5 az endotélsejtek és makrofágok mesenchymális átalakuláson mehetnek keresztül és kifejezhetnek SMC markereket,9-11 és néhány sejt az emberi léziókban a CD68 és az ACTA2 (alfa 2 aktin) egyaránt kifejeződik, ami tovább zavarja a habsejtek eredetére vonatkozó ismereteinket az elváltozásokban.5,12

Lásd a kísérő cikket a 876. oldalon

Az Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology e számában Wang és munkatársai13 érdekes bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy az egér ateroszklerotikus léziókban a habsejtek 60-70%-a SMC és nem leukocita eredetű. Fontos, hogy a következtetések egymást kiegészítő módszerek lenyűgöző alkalmazásán alapulnak, beleértve az SMC-vonal nyomon követését végző egereket, speciális áramlási citometriai módszereket, amelyek mind a leukocita, mind a nem leukocita eredetű habsejteket megőrzik, valamint annak kimutatását, hogy az SMC-eredetű habsejtek negatívnak tűnnek a CD45 pánleukocita markerre. Ez utóbbi megfigyelés azért fontos, mert ugyanez a csoport korábban kimutatta, hogy humán előrehaladott koszorúér-elváltozásokban a habsejtek >50%-a ACTA2+ CD68+, de CD45-, ami arra utal, hogy a humán elváltozásokban is a nem leukocita eredetű sejtek a habsejtek fő forrása, nem pedig a monocita-macrofágok, ahogy azt sokáig feltételezték14,15. Bár az egéradatok meggyőzőnek tűnnek, a humán adatok értelmezése ellentmondásos marad, mivel teljes mértékben attól a nem bizonyított feltételezéstől függ, hogy a humán elváltozásokban minden leukocitából származó habsejt megtartja a CD45 expresszióját. További korlátot jelent, hogy a humán vizsgálatokban nem lehet szigorú vonalkövetést végezni. Laboratóriumunk korábban kifejlesztett egy epigenetikai módszert, amely lehetővé teszi az SMC-eredetű sejtek kimutatását a Myh11 (myosin heavy chain 11) promóter régiójának H3K4diMe (hiszton 3 lizin 4 dimetilációja) kimutatása alapján a szövettani metszetekben.6 Ez a módszer azonban csak korlátozottan használható a habsejtek elemzésére, mert ahogyan Wang és munkatársai jelezték, gyakorlatilag lehetetlen megkülönböztetni az egyes habsejteket az előrehaladott elváltozásokban. Hogyan lehetne tehát feloldani ezeket az eredendő korlátokat?

Úgy véljük, hogy a megoldást az előrehaladott emberi léziók egysejtes RNAseq-elemzései (scRNAseq) alapján, az SMC-vonalakat nyomon követő ateroszklerotikus egerek előrehaladott lézióinak kiegészítő scRNAseq, áramlási citometriai és tömegcitometriai (CyTOF) vizsgálataival kombinálva lehet megtalálni. Bár az utóbbi időben számos scRNAseq-vizsgálatot végeztek az ateroszklerotikus léziókon, eddig úgy véljük, hogy ezeknek jelentős korlátai voltak a habsejtek fő sejtforrását illető, évtizedek óta tartó vita feloldása tekintetében. Ezek az adatok rávilágítanak az új technikák által nyújtott egyedülálló betekintésre, ugyanakkor óvatosságra intenek ezen és más vizsgálatok értelmezésekor, és azt sugallják, hogy a sejtek identitásának és tulajdonságainak további feltárása szigorú vonalkövetéssel, scRNAseq és fejlett fehérjeszintű vizsgálatokkal együtt a jövőbeli kutatások kulcsfontosságú területe.

Wang és munkatársai lipidfixálást, majd BODIPY (bór-dipirrometén) festést és áramlási citometriát alkalmaztak, hogy megpróbálják számszerűsíteni és jellemezni a habsejteket nyugati diétával táplált vagy idős ApoE-/- egerekből származó ateroszklerotikus aortákban. Kim és munkatársai16 hasonló technikát alkalmaztak BODIPY+ SSChi habsejtek izolálására ateroszklerotikus egér aortákból egysejtes RNSseq elemzés céljából. Fontos, hogy mindkét vizsgálatban teljes aortákat elemeztek, nem pedig elváltozásokat, így az elemzett sejtek többsége nem önmagában az ateroszklerotikus elváltozásokból származik, hanem inkább az elváltozások, a médium és az adventitia sejtpopulációinak összességét tükrözi. Ráadásul Kim és munkatársai szortírozott CD45+ sejtekre összpontosítottak a makrofág-populációk profilozására az egér aortában, ami természetesen kizárta volna a Wang és munkatársai által leírt SMC-eredetű habsejteket. A csoport az összes BODIPY+SSChi habsejtre vonatkozó scRNSseq-adatokat mellékelte a kiegészítésben. Érdekes, hogy ezek az adatok ACTA2 és Sm22a pozitív sejteket mutatnak, amelyek a Wang és munkatársai által tanulmányaikban leírt, nem leukocitákból származó habsejtek lehetnek. Fontos azonban, hogy az scRNSseq eredmények nem biztos, hogy megbízható módszer a habsejtek eredetének számszerűsítésére, mivel Winkels és munkatársai a bulk RNSseq dekonvolúció alapján bizonyítékot találtak arra, hogy a standard scRNSseq technikák ≈65%-kal alulmintázzák a makrofágokat és monocitákat.17 Ez lehet az egyik fő oka annak, hogy a makrofág populációk iránt különösen érdeklődő csoportoknak az elemzés előtt áramlási citometriával kell koncentrálniuk ezeket a sejteket, amit számos, az ateroszklerotikus erekben lévő leukocitákat leíró közelmúltbeli közleményben követtek.16-18 Az ilyen megközelítések azonban valószínűleg veszélyeztetik az scRNAseq potenciális erejét a sejttípusok sokféleségének kimutatásában és a korábban ismeretlen sejtpopulációk betegségben betöltött jelentőségének felfedezésében. Előítéleteink ugyanis nemcsak a sejtek bevitelére, hanem a scRNAseq-adatok értelmezésére is vonatkoznak, amikor a kutatók az aorta vagy az elváltozás sejtpopulációinak teljes transzkriptomját megkapják, majd néhány, ismert marker használata alapján a sejttípus megnevezését folytatják. Ez meghiúsítja egy olyan technológia célját, amelynek célja a csoportok több száz vagy ezer gén alapján történő elkülönítése, és zavarhoz vezethet a hasonló sejtpopulációkat vizsgáló csoportok között is.19,20 Ez utóbbi kérdés különösen problematikus, mivel mára már jól ismert, hogy néhány hagyományos és ismert markergén használata megbízhatatlan a késői stádiumú ateroszklerotikus léziókon belüli sejttípusok azonosítására.5,9.-11 Wang és munkatársai elismerik, hogy a nem-SMC habsejtek 20%-a sem fejezi ki a CD45-öt, ami arra utal, hogy más forrásból vagy olyan makrofágokból származhatnak, amelyek már nem fejezik ki a CD45-öt. Egyetlen technika sem teljesen elfogulatlan, ezért több egymást kiegészítő technika, köztük a vonalkövetés, immunhisztokémiai festés, áramlási citometria, CyTOF és szekvenálás alkalmazása kell, hogy legyen az arany standard az ateroszklerózisban a sejtek identitását vizsgáló jövőbeli vizsgálatokban.

Az egy vagy csak néhány markergén használatán alapuló sejtazonosítás bizonytalansága kritikus terápiás következményekkel is járhat. Vagyis egy olyan terápia, amely egyes sejteknél jótékony hatású lehet, más sejteknél káros hatású lehet. Ezt jól példázza csoportunk nemrégiben megjelent Nature Medicine cikke21 , amely váratlanul kimutatta, hogy az SMC befektetése és megtartása az előrehaladott ateroszklerotikus léziók rostos sapkájában az IL-1b és az IL-1 receptor jelátvitelétől függ. Ezzel szemben az is jól ismert, hogy az IL-1b hozzájárul az ateroszklerózis kialakulásához.22 Hasonlóképpen, Wang és munkatársai kimutatták, hogy az ABCA1 (ATP-kötő kazetta A1) le van szabályozva a CD45-negatív habsejtekben, ami a szerzők szerint a lipidek idővel történő felhalmozódásának egyik mechanizmusa lehet. Talán a sejttípusok plakk-mikrokörnyezetre való reagálási képességének finom különbségei kritikusak az elváltozás patogenezisében, mivel a rossz munkakörben lévő sejttípusok csapdába esnek. Valójában azt posztuláljuk, hogy az SMC-eredetű makrofágszerű sejtek rossz helyettesítői a professzionális fagocita sejteknek, és végül lipidekkel telítődnek, de korlátozott kapacitással rendelkeznek annak ártalmatlanítására (ábra).

Összefoglalva, a Wang és munkatársai által itt közölt vizsgálatok fontos kapcsolatot teremtenek a habsejtek emberi léziókban és egérmodellekben végzett megfigyelései között, és az SMC-nek a habsejtképződésben betöltött, alulértékelt szerepére utalnak. Wang és munkatársai következtetései meggyőző bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy sokkal több kutatásra van szükség ezen a területen. Remélhetőleg az egerek fejlett vonalkövetési modelljeinek és az elváltozás sejtjeinek elfogulatlan transzkripciós és proteomikai profilalkotásának együttes alkalmazásával pontosabban meghatározhatjuk az elváltozásokban jelen lévő különböző sejttípusok eredetét és funkcióit, és hatékony új terápiás megközelítéseket dolgozhatunk ki a plakk stabilitásának fokozására és az ateroszklerózis késői stádiumú trombotikus szövődményeinek csökkentésére.

Footnotes

.