32分明星分子文章：脱离肿瘤，免疫研究还能怎么做？
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补体因子在检测和清除入侵微生物和死亡细胞中起着关键作用。补体激活的微妙平衡由一系列广泛的调节因子紧密协调，防止不必要的宿主组织损伤。越来越多的科学家将目光放在了补体免疫调节的研究中。
今天小编就给大家带来的是在非肿瘤疾病中，新型免疫卫士-补体因子在明星免疫细胞-巨噬细胞中的重要研究。
这篇文章发表于Immunity(IF=32.4)上，让我们一同来看一下这篇文章的主要工作吧。
研究背景
大多数补体成分主要产生于肝脏，但也存在肝外来源的补体，例如免疫细胞。
免疫细胞来源的补体激活片段可与补体受体结合，并以旁分泌或自分泌方式协调细胞免疫，包括淋巴细胞功能和细胞侵袭性细菌、病毒和凋亡细胞的调节作用。
动脉粥样硬化是一种脂质驱动的慢性炎症性疾病。单核细胞衍生的巨噬细胞是病变的核心。
越来越多的证据表明，补体因子在动脉粥样硬化斑块中积极表达，不同的病变巨噬细胞亚群是局部补体产生的潜在来源。
研究内容
科学问题
补体因子对动脉粥样硬化是否有重要作用？
01、CFH缺乏以C3依赖的方式防止斑块坏死
为了评估补体因子H(CFH)缺陷对动脉粥样硬化的影响及其与补体调节功能的关系，作者使用了不同基因型的小鼠进行了实验。
结果发现CFH缺乏对血浆胆固醇和甘油三酯水平没有显著影响，而补体成分3(C3)水平下降。与之前的研究结果一致，C3缺陷导致主动脉脂质含量增加，而CFH缺失对此没有影响。
此外，CFH缺陷小鼠循环中的自身抗体水平增加，并且坏死核心形成减少，这种效应在C3缺陷小鼠中被逆转。
结论：CFH以C3依赖的方式促进坏死核心的形成。
科学问题
在免疫细胞中CFH，C3和炎症发生有何种关系？
02、CFH控制巨噬细胞内的C3水平
坏死核心形成通常是动脉粥样硬化发展中巨噬细胞缺陷的结果。
作者用炎症刺激物处理小鼠骨髓巨噬细胞，发现干扰素-γ和脂多糖治疗增加C3表达和细胞内C3积累。作者预测了Cfh敲除小鼠的Jmax值（最大中性粒细胞数），发现中性粒细胞清除率在24小时内增加了3.3倍。使用酵母聚糖诱导的无菌性腹膜炎也得到类似结果。
通过计算单核细胞衍生的巨噬细胞增加与中性粒细胞减少交叉的时间点，发现对照组约为36小时，Cfh敲除小鼠约为20小时，与CFH缺陷型的加速消退表型一致。
结论：CFH在细胞水平上通过介导C3激活来调节炎症，并在坏死核心形成中发挥作用。
科学问题
CFH在炎症发生发展中发挥了什么重要的生物学功能？
03、CFH缺陷巨噬细胞吞噬能力增强
为验证CFH缺陷型巨噬细胞的分解能力，作者进行了离体吞噬凋亡细胞测定，将Cfh敲除小鼠与CMFDA标记的凋亡巨噬细胞处理1.5小时。流式细胞仪分析显示，CFH缺陷型巨噬细胞表现出增强的吞噬凋亡细胞能力。
作者对Cfh敲除小鼠进行了RNA-seq，差异基因GO分析揭示与补体级联反应相关的基因在CFH缺陷型巨噬细胞中上调，强调了巨噬细胞中细胞自主补体的相关性。
CFH缺陷与LC3相关LAP过程基因显著上调。LAP通过脂质与LC3结合的吞噬体促进凋亡物质降解。CFH缺乏巨噬细胞LAP升高。补充C3增加细胞C3a水平，导致LC3转化增加。LAP阻断延迟CFH缺陷小鼠腹膜炎消退，增加炎性巨噬细胞数量。
结论：CFH通过控制C3介导的LAP抑制有效的吞噬凋亡细胞。
04、CFH使炎症持续存在
作者研究了小鼠脾脏细胞中各种免疫细胞亚群中Cfh和其他补体抑制因子的表达谱。发现Cfh的表达仅限于单核细胞。
进一步的qRT-PCR分析证实了炎症性ly6x1单核细胞是Cfh表达的主要来源。通过移植骨髓到Cfh敲除小鼠中，并进行无菌性腹膜炎处理，发现CFH缺陷不影响血清或腹腔灌洗液中的C3水平，但使巨噬细胞中的C3水平正常化，细胞相关C3a/C3比率的显著降低。
此外，骨髓嵌合小鼠的腹膜巨噬细胞显示LAP受体的转录水平和表面表达降低，并且晚期凋亡巨噬细胞频率增加，造血CFH足以延迟消退。
结论：造血CFH可以调节巨噬细胞消耗C3，并支持炎症期间局部补体调节。
05、动脉粥样硬化斑块中补体C3的产生
ly6x1单核细胞是动脉粥样硬化中的标志细胞，也是炎性巨噬细胞的前体。
Cfh是巨噬细胞中最丰富的可溶性补体调节因子。
上游替代补体激活剂(Cfp或Cfb)的表达也因ly6x1单核细胞对高胆固醇饮食的反应而增强，并在常驻样主动脉巨噬细胞中上调。为研究CFH缺陷型巨噬细胞在清除死亡细胞方面是否有优势，作者进行混合骨髓移植实验。将野生型和CFH缺陷型小鼠的骨髓移植到受辐射的Ldlr敲除小鼠中，并喂食高胆固醇饮食。
尽管外周血中的嵌合体保持平衡，CFH缺陷型来源的单核细胞表达了更高水平的LAP相关受体。脾脏浸润的单核细胞来源的巨噬细胞中也得到类似结果。
结论：ly6x1单核细胞在动脉粥样硬化中表达增加的CFH可能通过抑制C3活化促进疾病进展。
06、造血CFH缺乏减少动脉粥样硬化
为了测试造血CFH对动脉粥样硬化病变的影响，作者使用了Cfh敲除小鼠进行骨髓重组，并将其置于高胆固醇饮食中。结果显示，造血CFH缺陷不影响总CFH水平或全身补体激活，但导致病变中完整C3含量显著减少。
进一步的研究发现，在骨髓嵌合小鼠中，动脉粥样硬化减少，并且坏死核心形成减少了80%以上。
这些结果表明，造血CFH缺陷对动脉粥样硬化的发展具有抑制作用。
结论：造血CFH缺陷通过增加凋亡细胞来减轻动脉粥样硬化。
科学问题
以上研究是否在人类病例中有临床价值？
07、炎性主动脉巨噬细胞占据人冠状动脉斑块
在确定了替代补体在鼠动脉粥样硬化中的关键作用后，作者转向了人类的研究。
首先发现人单核细胞在IFNg刺激下大量分泌CFH，并且通过整合基因组学确定补体是CAD相关的生物途径之一。在人类颈动脉粥样硬化斑块的细胞亚群中，作者发现补体激活所需的基因在各种巨噬细胞群体中富集。
作者重新聚类了来自移植受体的外植心脏冠状动脉斑块的主动脉髓细胞群。结果发现巨噬细胞亚群中C3是最高差异表达的基因之一。随后发现人类动脉粥样硬化斑块中存在独特的C3/CFH表达的炎性巨噬细胞亚群，确定了潜在的局部补体调节的层次。
结论：在小鼠和人类动脉粥样硬化斑块中产生补体的巨噬细胞的存在和功能高度相关。
文章总结
在这里篇文章中作者研究了CFH对动脉粥样硬化发展的影响。在动脉粥样硬化的小鼠模型中，CFH缺乏以C3依赖的方式限制斑块坏死。此外，作者还鉴定了单核细胞衍生的炎性巨噬细胞在人动脉粥样硬化斑块中表达C3和CFH，其中CFH以细胞自主的方式控制巨噬细胞的细胞内C3水平。
这项工作中作者利用了庞大的工作量解决了补体因子在免疫细胞中的重要作用，理清了某一疾病的分子机制。在文章中实验思路环环相扣，实验设计和方法描述清晰，结果正反验证，详实可信。此外紧贴了补体和巨噬细胞的热点研究，研究手段新颖，并且最后加入了人类样本数据，提高了临床价值和转化意义。
这项工作稍有不足的地方就是没有从临床出发，文章的开头没有筛选性工作，将文章的体量进一步扩大。而是选择了已有研究基础的明星分子，所以整体创新性稍显不足。
总体来说，这篇文章对于做免疫方向研究的小伙伴来说也是十分值得深入学习借鉴的！
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/-DD5DABEVEHgXVPQn-qrfQ