心力衰竭（Heart Failure）是大多數心血管疾病的終末階段，以病理性心室纖維化和心肌肥大為特征。免疫細胞，尤其巨噬細胞是心肌纖維化調控的重要參與者。根據來源和功能的不同，心臟巨噬細胞可分為原位和循環巨噬細胞。心臟原位巨噬細胞來源於卵黃囊和胎兒單核Cx3cr1+祖細胞，並在成年逐漸被高表達CCR2的循環巨噬細胞取代。然而，在心肌纖維化病程中，心臟巨噬細胞的作用和機製不明確。
2024年3月5日，MK体育平台基礎醫學院生理與病理生理學系阮承超團隊與合作者在《自然-通訊）（Nature Communications）期刊在線發表了題為“ALKBH5-mediated m6A modification of IL-11 drives macrophage-to-myofibroblast transition and pathological cardiac fibrosis in mice”的研究論文。該研究發現血管緊張素II誘導高血壓模型中循環巨噬細胞轉分化為肌成纖維細胞，巨噬細胞去甲基酶ALKBH5調節IL11 m6A修飾參與這一過程。
為明確心臟巨噬細胞在高血壓誘導心臟纖維化中的作用，研究者分離血管緊張素II處理的心臟非心肌細胞進行單細胞RNA測序，一共得到9個細胞群。詳細分析巨噬細胞群發現心臟巨噬細胞可分為高表達CCR2的循環巨噬細胞和高表達Lyve1的原位巨噬細胞。更重要的是，研究者發現了高表達肌成纖維細胞標誌物ACTA2和Tagln的巨噬細胞亞群。細胞分化軌跡分析顯示這群肌成纖維細胞亞群可能來自循環巨噬細胞。研究者進一步發現血管緊張素II顯著促進Cx3cr1Cre、Lyz2Cre譜系來源的Td+和CCR2GFP熒光示蹤的GFP+巨噬細胞轉分化為SMA+CD11b+雙陽性肌成纖維細胞。體外培養巨噬細胞同樣發現血管緊張素II誘導巨噬細胞纖維化。然而，血管緊張素II不影響心臟原位巨噬細胞纖維化。
N6-甲基腺苷（m6A）是哺乳動物細胞mRNA中豐度最高的一種動態可逆的修飾，在心臟穩態和心肌肥大過程中至關重要，提示m6A修飾可能參與Ang II誘導的心臟纖維化病程。為此，研究者分析單細胞數據的巨噬細胞m6A相關調控蛋白的表達水平，發現在巨噬細胞纖維化過程中ALKBH5表達逐漸增加，並且Ang II明顯降低巨噬細胞m6A修飾水平，提示ALKBH5介導的m6A去甲基修飾參與巨噬細胞纖維化。研究者進一步用巨噬細胞條件敲除ALKBH5鼠（Cx3cr1Cre; Rosa26Td; ALKBH5flox/flox）證實ALKBH5敲除改善巨噬細胞纖維化。
為探究ALKBH5影響巨噬細胞纖維化的機製，研究者取對照和Ang II處理的巨噬細胞進行ALKBH5 RNA免疫沉澱（RIP）測序實驗發現ALKBH5直接結合IL11，信號通路富集分析顯示ALKBH5主要影響TGF-β信號通路。研究者接下來進行m6A RNA免疫沉澱測序和RIP-qPCR實驗證實巨噬細胞敲除ALKBH5上調IL11 m6A修飾。mRNA穩定性分析證實ALKBH5敲除促進IL11 mRNA降解。以往文獻顯示IL11- IL11RA1信號在纖維化過程中至關重要。研究者接下來分析單細胞測序數據顯示高血壓心臟巨噬細胞來源的肌成纖維細胞高表達IL11RA1，擬時序分析提示IL11RA1表達水平伴隨巨噬細胞纖維化過程上調。這些結果證實ALKBH5促進纖維化巨噬細胞IL-11的穩定性參與心臟纖維化。最後，研究者構建了脂質納米材料靶向循環巨噬細胞敲低ALKBH5，小動物超聲等實驗證實循環巨噬細胞敲低ALKBH5改善Ang II誘導的心臟纖維化和心功能障礙。
綜上所述，該研究發現高血壓誘導循環心臟巨噬細胞表型轉變為肌成纖維細胞促進心臟纖維化，巨噬細胞ALKBH5/IL111可能是治療心臟纖維化和心功能障礙的潛在靶點。
MK体育平台基礎醫學院莊濤副研究員，陳梅華博士（現單位上海市第六人民醫院）為本文共同第一作者。MK体育平台基礎醫學院阮承超研究員，上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院左君麗主任醫師，南京醫科大學免疫學系張冠楠博士和MK体育平台藥學院陸偉研究員為本文共同通訊作者。MK体育平台為第一作者單位。該研究得到MK体育平台中山醫院孫愛軍教授和上海交通大學醫學院附屬新華醫院張力教授等合作者的大力支持和幫助。
