DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1710249
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41583440
تاريخ النشر: 2026-01-09
المؤلف: Zilv Ye وآخرون
الموضوع الرئيسي: تليف القلب وإعادة تشكيله
نظرة عامة
تناقش هذه الفقرة الدور المحوري لاستقطاب البلعميات في الاستجابة الالتهابية وإصلاح الأنسجة بعد احتشاء عضلة القلب الحاد (AMI). الانتقال من النمط الظاهري الالتهابي M1 إلى النمط الظاهري المضاد للالتهاب M2 أمر ضروري لتخفيف الضرر القلبي وتسهيل التعافي. تسلط النتائج الحديثة الضوء على الآليات التنظيمية المعقدة التي تؤثر على هذا الاستقطاب، بما في ذلك إعادة برمجة التمثيل الغذائي، ومسارات الإشارات المناعية، والتغيرات في البيئة الدقيقة القلبية. فهم هذه العمليات أمر حاسم لتطوير استراتيجيات علاجية مبتكرة تهدف إلى تعزيز إصلاح القلب.
تؤكد المراجعة على الحاجة إلى استكشاف المزيد من التغيرات الديناميكية في استقطاب البلعميات والآليات التنظيمية المعنية في سياقات مناعية مختلفة. بينما قدمت الأبحاث الحالية رؤى أساسية، لا تزال هناك أسئلة كبيرة حول توقيت الانتقالات بين M1 وM2 والتفاعلات بين مسارات الاستقطاب المختلفة. تظهر الاستراتيجيات العلاجية المقترحة، مثل الأدوية المناعية، وتحرير الجينات، والطب الصيني التقليدي، وعدًا ولكنها تتطلب التحقق في البيئات ما قبل السريرية والسريرية. يجب أن تهدف الدراسات المستقبلية إلى توضيح العلاقة بين استقطاب البلعميات وإصلاح القلب مع تطوير نهج علاجية مخصصة تنظم نشاط البلعميات بشكل فعال لتحسين النتائج بعد AMI. بشكل عام، يمثل تنظيم استقطاب البلعميات طريقًا واعدًا لتقدم علاج AMI وتعزيز تعافي المرضى.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث القضية الحرجة للصحة العامة المتعلقة باحتشاء عضلة القلب الحاد (AMI)، والذي يعد سببًا رئيسيًا لفشل القلب والوفيات على مستوى العالم، ويؤثر بشكل خاص على كبار السن. تشير منظمة الصحة العالمية إلى أن AMI يمثل حوالي 30% من الوفيات العالمية السنوية، مع توقعات تشير إلى أن هذا الرقم قد يتجاوز 23 مليون بحلول عام 2030. تسلط الورقة الضوء على اتجاه مقلق يتمثل في زيادة معدلات حدوث AMI والوفيات بين الفئات العمرية الأصغر، ويرجع ذلك أساسًا إلى تصلب الشرايين في مراحله المبكرة. تشمل عوامل الخطر الرئيسية لـ AMI ارتفاع ضغط الدم، وارتفاع الكوليسترول، والتدخين، والسكري، والسمنة، والتاريخ العائلي لأمراض القلب. يتميز الفيزيولوجيا المرضية لـ AMI بتمزق لويحات تصلب الشرايين، مما يؤدي إلى تجلط الدم ونقص تروية القلب، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين مناطق ميتة.
يتم التأكيد على دور البلعميات في عملية إصلاح القلب بعد AMI، حيث تلعب دورًا محوريًا في الاستجابة الالتهابية وإصلاح الأنسجة اللاحق. تظهر البلعميات مرونة ملحوظة، حيث تنتقل بين أنماط ظاهرة مختلفة (M1 وM2) بناءً على الإشارات البيئية. تناقش الورقة تعقيدات استقطاب البلعميات، الذي يتأثر بعوامل مختلفة، بما في ذلك التحولات الأيضية وإشارات السيتوكين. كما تشير إلى أن عملية الاستقطاب ديناميكية وحساسة للوقت، مع مراحل متميزة من الالتهاب، والتكاثر، والنضوج بعد AMI. علاوة على ذلك، تؤثر الخلفيات المناعية الفردية، وخاصة العمر والجنس، بشكل كبير على استقطاب البلعميات والاستجابة المناعية العامة، مما يشير إلى أن استراتيجيات العلاج المخصصة قد تعزز نتائج إصلاح القلب من خلال استهداف هذه الاختلافات.
نقاش
في سياق احتشاء عضلة القلب الحاد (AMI)، تخضع البلعميات لإعادة برمجة أيضية كبيرة واستقطاب، حيث تنتقل بين حالات الالتهاب (M1) وحالات الإصلاح (M2). تستخدم البلعميات M1 بشكل أساسي التحلل السكري، المدفوع بنقص الأكسجين وHIF-1α، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج ATP وحمض اللبنيك، مما يعزز الاستجابات الالتهابية وتوليد الأنواع التفاعلية من الأكسجين (ROS). على العكس، تعتمد البلعميات M2 على أكسدة الأحماض الدهنية (FAO) ودورة حمض ثلاثي الكربوكسيل (TCA) الوظيفية، مما يعزز الوظائف المضادة للالتهاب وإصلاح الأنسجة من خلال الفسفرة التأكسدية (OXPHOS). يتأثر الانتقال من M1 إلى M2 بمستويات الأكسجين المتقلبة والعوامل الأيضية المحلية، مما يشير إلى عملية استقطاب ديناميكية بدلاً من ثنائية. بالإضافة إلى ذلك، تشير وجود أنماط ظاهرة مختلطة من البلعميات في منطقة حدود الاحتشاء إلى أن الاستراتيجيات العلاجية يجب أن تستهدف نقاط التفتيش الأيضية المحددة بدلاً من تعزيز نمط واحد فقط.
تلعب الآليات الوراثية، بما في ذلك الميثلة الحمض النووي، وتعديلات الهيستون، والحمض النووي غير المشفر، أدوارًا حاسمة في تنظيم استقطاب البلعميات خلال AMI. تظهر البلعميات M1 نقص الميثلة للجينات الالتهابية، بينما تظهر البلعميات M2 زيادة الميثلة للجينات المتعلقة بالإصلاح. تم تحديد تعديلات الهيستون، وخاصة اللاتيل، كأهمية في تعزيز استقطاب M2 في ظل ظروف نقص الأكسجين. كما أن الحمض النووي غير المشفر، مثل الميكروRNAs والحمض النووي غير المشفر الطويل، يعدل التعبير الجيني ويؤثر على وظيفة البلعميات في إصلاح القلب. يوفر فهم هذه الآليات التنظيمية الوراثية طرقًا علاجية محتملة لتعزيز إصلاح القلب بعد AMI. تعقد التفاعلات بين مسارات الإشارات المختلفة، بما في ذلك NF-κB، JAK-STAT، PI3K/Akt، Hippo، وNotch، استقطاب البلعميات، مما يبرز الحاجة إلى نهج دقيق للتدخلات العلاجية التي تأخذ في الاعتبار الشبكات التنظيمية المعقدة التي تحكم سلوك البلعميات في البيئة الدقيقة القلبية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1710249
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41583440
Publication Date: 2026-01-09
Author(s): Zilv Ye et al.
Primary Topic: Cardiac Fibrosis and Remodeling
Overview
The section discusses the pivotal role of macrophage polarization in the inflammatory response and tissue repair following acute myocardial infarction (AMI). The transition from the pro-inflammatory M1 phenotype to the anti-inflammatory M2 phenotype is essential for mitigating myocardial damage and facilitating recovery. Recent findings highlight the intricate regulatory mechanisms that influence this polarization, including metabolic reprogramming, immune signaling pathways, and changes in the cardiac microenvironment. Understanding these processes is crucial for developing innovative therapeutic strategies aimed at enhancing cardiac repair.
The review emphasizes the need for further exploration of the dynamic changes in macrophage polarization and the regulatory mechanisms at play in various immune contexts. While current research has provided foundational insights, significant questions remain regarding the timing of M1/M2 transitions and the interactions between different polarization pathways. Proposed therapeutic strategies, such as immunomodulatory drugs, gene editing, and traditional Chinese medicine, show promise but require validation in preclinical and clinical settings. Future studies should aim to clarify the relationship between macrophage polarization and cardiac repair while developing personalized treatment approaches that effectively regulate macrophage activity to improve outcomes after AMI. Overall, the regulation of macrophage polarization presents a promising avenue for advancing AMI treatment and enhancing patient recovery.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the critical public health issue of acute myocardial infarction (AMI), which is a leading cause of heart failure and mortality globally, particularly affecting the elderly. The World Health Organization reports that AMI accounts for approximately 30% of annual global deaths, with projections indicating that this figure could exceed 23 million by 2030. The paper highlights a concerning trend of increasing AMI incidence and mortality rates among younger populations, primarily due to early-stage atherosclerosis. Key risk factors for AMI include hypertension, hypercholesterolemia, smoking, diabetes, obesity, and familial cardiovascular history. The pathophysiology of AMI is characterized by the rupture of atherosclerotic plaques, leading to thrombosis and myocardial ischemia, which ultimately results in the formation of infarcted regions.
The role of macrophages in the cardiac repair process post-AMI is emphasized, as they are pivotal in the inflammatory response and subsequent tissue repair. Macrophages exhibit remarkable plasticity, transitioning between different phenotypes (M1 and M2) based on environmental cues. The paper discusses the complexities of macrophage polarization, which is influenced by various factors, including metabolic shifts and cytokine signaling. It also notes that the polarization process is dynamic and time-sensitive, with distinct phases of inflammation, proliferation, and maturation following AMI. Furthermore, individual immune backgrounds, particularly age and sex, significantly affect macrophage polarization and the overall immune response, suggesting that personalized treatment strategies may enhance cardiac repair outcomes by targeting these differences.
Discussion
In the context of acute myocardial infarction (AMI), macrophages undergo significant metabolic reprogramming and polarization, transitioning between pro-inflammatory (M1) and repair-oriented (M2) states. M1 macrophages primarily utilize glycolysis, driven by hypoxia and HIF-1α, leading to increased ATP and lactate production, which enhances inflammatory responses and reactive oxygen species (ROS) generation. Conversely, M2 macrophages rely on fatty acid oxidation (FAO) and a functional tricarboxylic acid (TCA) cycle, promoting anti-inflammatory functions and tissue repair through oxidative phosphorylation (OXPHOS). The transition from M1 to M2 is influenced by fluctuating oxygen levels and local metabolic factors, indicating a dynamic rather than binary polarization process. Additionally, the presence of mixed macrophage phenotypes at the infarct border zone suggests that therapeutic strategies should target specific metabolic checkpoints rather than solely promoting one phenotype.
Epigenetic mechanisms, including DNA methylation, histone modifications, and non-coding RNAs, play crucial roles in regulating macrophage polarization during AMI. M1 macrophages exhibit hypomethylation of pro-inflammatory genes, while M2 macrophages show hypermethylation of repair-related genes. Histone modifications, particularly lactylation, have been identified as significant in promoting M2 polarization under hypoxic conditions. Non-coding RNAs, such as microRNAs and long non-coding RNAs, also modulate gene expression and influence macrophage function in cardiac repair. Understanding these epigenetic regulatory mechanisms offers potential therapeutic avenues for enhancing cardiac repair following AMI. The interplay of various signaling pathways, including NF-κB, JAK-STAT, PI3K/Akt, Hippo, and Notch, further complicates macrophage polarization, highlighting the need for a nuanced approach to therapeutic interventions that considers the intricate regulatory networks governing macrophage behavior in the cardiac microenvironment.