Our knowledge about the origin and cellular identity in vivo is striking limited considering that these cells ofubiquitous nature in Atherosclerotic lesions and their critical role in lesion pathogenesis, including late stage clinical consequences as myocardial infarction or stroke such as stroke. ヒトの進行病変の病理学的研究1において、泡沫細胞（脂質に富んだ細胞）は、CD68、CD45、HLAクラスII（分化クラスタ68、分化クラスタ45、ヒト白血球抗原クラスII）に対するモノクローナル抗体を用いて最初にマクロファージと特定されましたが2、その後すぐに、アクチン抗体を用いた研究により、ヒト進行および早期病変において平滑筋細胞（SMC）も泡沫細胞を生じさせることが報告されました3,4。 しかし、私たちの研究室5-7や他の研究者8による最近の系統追跡の研究から、動脈硬化病変の状況下では、細胞の起源を特定するためにマーカー遺伝子だけを用いることは信頼できるアプローチではないことが分かってきた。 実際、SMCは収縮マーカーを失い、CD68のようなマクロファージマーカーを発現すること5、内皮細胞やマクロファージは間葉系に移行してSMCマーカーを発現すること9-11、ヒト病変の一部の細胞はCD68とACTA2（α2アクチン）を発現し、病変内のフォーム細胞の起源に関する我々の理解に混乱を与えている5、12ことが明らかにされてきた。

876ページの添付記事を参照

Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biologyの本号において、Wangら13は、マウスアテローム性動脈硬化病変におけるフォーム細胞の60％から70％は白血球由来ではなくSMCであるという興味深い証拠を提供する。 重要なことは、この結論が、SMC系統追跡マウス、白血球由来と非白血球由来の両方の泡沫細胞を保存する特殊なフローサイトメトリー法、SMC由来の泡沫細胞が汎白血球マーカーCD45に対して陰性であることの証明などの補完的な方法を用いた素晴らしい方法に基づいていることである。 この後者の観察は重要である。この同じグループが、ヒトの進行した冠動脈病変における泡沫細胞の>50%はACTA2+ CD68+ だがCD45-であることを以前に示しており、ヒト病変における泡沫細胞の主要な源は、長年想定されてきた単球マクロファージではなく非白血球由来の細胞でもあることを示唆している14,15。 マウスのデータは説得力があるが、ヒトのデータは、ヒトの病変部におけるすべての白血球由来の泡沫細胞がCD45の発現を保持しているという証明されていない仮定に完全に依存しているので、その解釈は依然として議論の余地がある。 さらに、ヒトの研究では厳密な系統追跡ができないことも制約になっている。 我々の研究室では、組織切片におけるMyh11（ミオシン重鎖11）プロモーター領域のH3K4diMe（ヒストン3上のリジン4のジメチル化）の検出に基づいてSMC由来細胞を検出するエピジェネティックな方法を以前に開発した。6 しかし、Wangらが示したように、進行した病変では個々の泡沫細胞を識別することが事実上不可能であるため、この方法の有用性は限定的であると思われる。 そこで、これらの固有の限界をどのように解決するのだろうか。

私たちは、ヒトの進行性病変の偏りのない単一細胞RNAseq解析（scRNAseq）と、SMC系統追跡動脈硬化マウスからの進行性病変の相補的scRNAseq、フローサイトメーター、マスサイトメーター（CyTOF）研究に基づいて解決策が見つかると信じている。 最近、動脈硬化病変のscRNAseq研究が数多く行われていますが、これまでのところ、泡沫細胞の主要な細胞源に関する数十年にわたる論争を解決するには、大きな限界があると私たちは考えています。 これらのデータは、新しい技術によってもたらされるユニークな洞察を強調する一方で、これらの研究や他の研究を解釈する際に注意を促すものであり、scRNAseqや高度なタンパク質レベルアッセイとともに厳格な系統追跡を用いて細胞のアイデンティティと特性をさらに調査することが、今後の研究にとって重要な領域であることを示唆している。

Wangらは、脂質固定に続いてBODIPY（ホウ素-ジピロメテン）染色とフローサイトメトリーを使用して、西洋食または老化ApoE-/-マウスのアテローム性動脈硬化における泡沫細胞の定量化と特徴づけを試みた。 Kimら16は、同様の手法で、アテローム性動脈硬化マウス大動脈からBODIPY+ SSChi泡沫細胞を分離し、シングルセルRNAseqで解析した。 重要なのは、両研究とも病変部ではなく大動脈全体を分析したことで、分析した細胞の大半は動脈硬化病変部そのものに由来するものではなく、むしろ病変部、中膜および外膜の細胞集団全体を反映していることである。 さらに、Kimらはマウス大動脈のマクロファージ集団をプロファイルするために、選別されたCD45+細胞に焦点を当てたが、これはもちろんWangらが記載したSMC由来の泡沫細胞を除外したであろう。 興味深いことに、これらのデータはACTA2とSm22aに陽性な細胞を示しており、Wangらの研究で報告された非白血球由来の泡沫細胞である可能性がある。 これは、マクロファージ集団に特に関心のあるグループが、解析前にフローサイトメトリーを用いてこれらの細胞を濃縮する必要がある主な理由であり、動脈硬化性血管内の白血球について述べた最近のいくつかの論文で踏襲されている手法であると思われます16。-18 しかし、このようなアプローチは、細胞タイプの多様性を検出し、疾患におけるこれまで知られていなかった細胞集団の重要性を発見するためのscRNAseqの潜在能力を損なう可能性があります。 実際、私たちの先入観は、細胞のインプットだけでなく、scRNAseqデータの解釈にも当てはまります。研究者は、大動脈または病変細胞集団の全トランスクリプトームを取得し、その後、いくつかの使い慣れたマーカーの使用に基づいて細胞タイプに名前を付けることを進めています。 この後者の問題は、後期アテローム性動脈硬化病変内の細胞タイプを同定するために、少数の従来型の使い慣れたマーカー遺伝子を用いることの信頼性が現在では確立されていないことを考えると、特に問題であると言えます5,9。-実際、Wangらは、非SMC泡沫細胞の20％がCD45を発現していないことを認めており、このことは、それらが別の発生源に由来するか、CD45を発現しなくなったマクロファージに由来する可能性があることを示している。 どの手法も完全に偏りがないので、系統追跡、免疫組織化学染色、フローサイトメトリー、CyTOF、配列決定など複数の補完的な手法を用いることが、動脈硬化における細胞の同一性を調べる今後の研究のゴールドスタンダードになる必要がある。 つまり、ある細胞には有益な効果をもたらす治療法が、他の細胞には有害な効果をもたらすかもしれないのである。 このことは、私たちのグループによる最近のNature Medicineの論文21で、進行した動脈硬化病変の線維性被膜内におけるSMCの投資と保持が、IL-1bとIL-1受容体シグナルに依存するという予想外のことが明らかにされたことによく表れている。 同様に、ABCA1（ATP-binding cassette A1）はCD45陰性泡沫細胞で発現が低下していることがWangらによって示されており、このことが長期にわたる脂質の蓄積のメカニズムである可能性が提唱されている。 おそらく、プラークの微小環境に対応する細胞タイプの能力の微妙な違いが、病変の発症に重要であり、間違った仕事をする細胞タイプは、罠にはめられることになる。 実際、SMC由来のマクロファージ様細胞はプロの貪食細胞の代用にはならず、結局は脂質に取り込まれてしまうが、それを処理する能力は限られていると推測される（図）

要約すると、Wangらによってここに報告された研究は、ヒト病変とマウスモデルにおける泡沫細胞の観察間の重要なリンクを与え、泡沫細胞形成におけるSMCの十分に理解されていない役割を示唆するものであった。 Wangらの結論は、この分野でより多くの研究が必要であることを示す説得力のある証拠である。 マウスの高度な系統追跡モデルと病変細胞の偏りのない転写およびプロテオミクスプロファイリングを組み合わせることで、病変部に存在する多様な細胞型の起源と機能をより正確に定義し、プラークの安定性を高め、動脈硬化の後期の血栓性合併症を軽減する強力な新しい治療法を開発できることを願ってやまない。

資金源

著者らは、National Institutes of Health grants R01 HL136314、R01 HL132904、R01 HL141425、R01 HL135018の支援を受けています。 K.M. OwsianyはAmerican Heart Association Predoctoral Fellowship Grantの支援を受けている。

Disclosures

該当なし。

脚注

1. Virmani R, Kolodgie FD, Burke AP, Farb A, Schwartz SM. このような場合、「atherosclerotic lesions」の包括的な形態学的分類を行う必要がある。 モノクローナル抗体を用いたヒト動脈硬化症におけるマクロファージと平滑筋細胞の同定.J Pathol. 1985; 146:197-204. doi: 10.1002/path.1711460306CrossrefMedlineGoogle Scholar

.