巨噬細(xì)胞的譜系起源與時(shí)空調(diào)控決定了其生物學(xué)特征,。同時(shí),，巨噬細(xì)胞的功能具有動(dòng)態(tài)性,，受到微環(huán)境中時(shí)間和空間多重信號(hào)的調(diào)控,。因此,，巨噬細(xì)胞在疾病中的異質(zhì)性一直是研究的熱點(diǎn),，不同譜系起源的巨噬細(xì)胞是否存在特定的功能重編程路線至今仍不清楚,。本研究結(jié)合了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,、譜系示蹤和條件性基因敲除小鼠模型,，全面揭示代謝中單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化的時(shí)空?qǐng)D譜。
代謝功能障礙相關(guān)性脂肪性肝?。∕ASLD）是西方國(guó)家最常見的慢性肝病,，全球約有12億人患病，每年有超過(guò)17萬(wàn)人死于并發(fā)癥,。MASLD的病因復(fù)雜,，包括遺傳、生活方式和代謝改變等因素。MASLD由單純性肝臟脂肪變性發(fā)展而來(lái),，可能演變?yōu)橹拘愿窝祝∕ASH）,，進(jìn)而發(fā)展為不可逆且可能危及生命的肝硬化和肝細(xì)胞癌，目前尚無(wú)有效阻止MASLD發(fā)展為MASH的治療方法,。
炎癥是促進(jìn)肝臟脂肪變性向MASH轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵事件,，其中肝臟巨噬細(xì)胞在這一過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。肝臟巨噬細(xì)胞群包括胚胎起源的Kupffer細(xì)胞（KCs）和單核細(xì)胞來(lái)源的巨噬細(xì)胞（MDMs）,，它們具有不同的功能特性且影響肝病的嚴(yán)重程度和病程進(jìn)展,。KCs附著在肝竇內(nèi)皮上，通過(guò)清除微生物,、死細(xì)胞,、脂質(zhì)等維持肝臟的穩(wěn)態(tài)。在炎癥期間,，一部分組織駐留的KC（ResKC）死亡,，并被單核細(xì)胞來(lái)源的巨噬細(xì)胞（MDM）和單核細(xì)胞來(lái)源的KC（MoKC）所取代，這些細(xì)胞分泌多種炎癥介質(zhì),，并參與脂質(zhì)儲(chǔ)存和纖維化過(guò)程,。然而，單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化的時(shí)空調(diào)節(jié)機(jī)制仍不明確,。
圖1. 正常飼料與MCD飼料喂養(yǎng)的Ms4a3CreRosatdTomato小鼠活體肝臟中髓系細(xì)胞空間分布特征
本研究利用單細(xì)胞RNA測(cè)序和單核-巨噬細(xì)胞的譜系示蹤模型,，揭示了MASH中不同單核細(xì)胞和單核細(xì)胞來(lái)源巨噬細(xì)胞亞群的時(shí)空動(dòng)態(tài)圖譜（圖1）。整合公共數(shù)據(jù)庫(kù)中MASLD,、MASH小鼠和人肝臟單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)集,，研究團(tuán)隊(duì)在MASH中鑒定出了保守的單核細(xì)胞來(lái)源巨噬細(xì)胞亞群，包括炎性Clec4e+巨噬細(xì)胞,、抗原呈遞相關(guān)的C1qc+巨噬細(xì)胞,、脂質(zhì)相關(guān)的Spp1+巨噬細(xì)胞和長(zhǎng)壽命的MoKC（圖2）。通過(guò)Ms4a3CreERT2RosatdTomato誘導(dǎo)性譜系示蹤小鼠模型,，研究發(fā)現(xiàn)肝臟募集的Ly6Chi單核細(xì)胞大多數(shù)在疾病早期迅速分化成短壽命且可分泌炎性細(xì)胞因子的Clec4e+巨噬細(xì)胞,，僅一小部分能夠分化成C1qc+巨噬細(xì)胞和Spp1+巨噬細(xì)胞中間亞群，最終分化成長(zhǎng)壽命MoKC,，它們?cè)诟涡∪~中央靜脈周圍定植不超過(guò)8周（圖3）,。
圖2. 整合人鼠肝臟單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)鑒定物種保守的單核來(lái)源巨噬細(xì)胞亞群
已有研究表明Notch信號(hào)參與KC譜系特征的維持，基于MASH中單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化的時(shí)空基礎(chǔ),，本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)Notch-RBPJ信號(hào)通路在控制單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,。通過(guò)建立條件性基因敲除小鼠模型分析顯示，Rbpj缺陷會(huì)抑制單核細(xì)胞向炎性巨噬細(xì)胞和MoKCs分化,，同時(shí)促進(jìn)保護(hù)性Ly6Clo非經(jīng)典單核細(xì)胞的產(chǎn)生（圖3）,。進(jìn)一步分析顯示Rbpj缺陷促進(jìn)了Ly6Clo單核細(xì)胞中由Nr4a1介導(dǎo)的CD36的表達(dá)和脂質(zhì)吸收,，進(jìn)而增強(qiáng)了Ly6Clo單核細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞間的保護(hù)性相互作用。在MASH小鼠模型中,，使用RBPJ拮抗劑抑制Notch-RBPJ信號(hào)通路,，可以有效改善肝臟病理分級(jí)，減少炎癥,、纖維化和膽固醇相關(guān)的通路,，且沒(méi)有明顯的副作用。
圖3. 單細(xì)胞測(cè)序聯(lián)合誘導(dǎo)性譜系示蹤小鼠揭示肝臟中單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞的發(fā)育軌跡
綜上,，本研究揭示了MASH中不同單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞亞群的時(shí)間和空間動(dòng)態(tài)圖譜,，闡明了Notch-RBPJ信號(hào)通路在調(diào)控MASH中肝臟巨噬細(xì)胞亞群的分化、定位和功能方面的重要作用,，并提示靶向RBPJ信號(hào)通路可能是未來(lái)在臨床診療中抑制MASH進(jìn)展具有應(yīng)用前景的潛在治療措施之一（圖4）,。
圖4. 文章結(jié)果總結(jié)
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所博士后郭薇和李子逸為本文的共同第一作者，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所蘇冰教授和Florent Ginhoux研究員為本文的共同通訊作者,。該工作得到了上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所劉兆遠(yuǎn)研究員,，Svetoslav Chakarov研究員，王靜研究員,，清華大學(xué)胡小玉教授,，法國(guó)Gustave Roussy研究所Camille Blériot研究員,，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院沈柏用教授,，法國(guó)兒童疾病研究所Nicolas Venteclef教授等合作實(shí)驗(yàn)室研究人員的大力支持。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,、中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目資助,，以及上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院和上海市免疫學(xué)研究所流式、成像,、測(cè)序和動(dòng)物等平臺(tái)和行政管理部門的支持,。
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