DOI: https://doi.org/10.1007/s11883-024-01229-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39133247
تاريخ النشر: 2024-08-12
المؤلف: Juan Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: الخلايا المناعية في السرطان
نظرة عامة
تستعرض هذه المراجعة الأدوار الحيوية لتراكم وتنشيط البلعميات في تصلب الشرايين، مع التأكيد على الديناميات المعقدة لظواهر البلعميات والتمثيل الغذائي خلال مراحل تطور لويحات تصلب الشرايين. تسلط الضوء على عدم تنظيم استقطاب البلعميات بين الظواهر المؤيدة للالتهاب M1 والمضادة للالتهاب M2، مما يؤثر بشكل كبير على الاستجابة المناعية الالتهابية ويساهم في بدء اللويحات ونموها وانفجارها. تناقش المراجعة أيضًا التغيرات الأيضية في البلعميات التي تعتبر محورية لوظيفتها وتقدم مرض القلب والأوعية الدموية الناتج عن تصلب الشرايين.
يدعو المؤلفون إلى استهداف ظواهر البلعميات ومساراتها الأيضية كاستراتيجيات علاجية واعدة للوقاية من تصلب الشرايين وعلاجه. يؤكدون على أهمية فهم إعادة برمجة البلعميات الأيضية استجابةً للعوامل البيئية، مما يؤدي إلى تباين أيضي داخل الآفات الناتجة عن تصلب الشرايين. تدعو المراجعة إلى مزيد من الدراسات الآلية لتوضيح العلاقة بين المناعة الأيضية للبلعميات وتصلب الشرايين، خاصة من خلال التحقيقات الحية التي تستكشف أدوار المستقلبات المشتقة من البلعميات في مراحل مختلفة من تشكيل اللويحات. في النهاية، يمكن أن يؤدي تحديد المحفزات البيولوجية التي تؤثر على ظواهر البلعميات إلى تمهيد الطريق لتدخلات علاجية مبتكرة في أمراض القلب والأوعية الدموية الناتجة عن تصلب الشرايين.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة تصلب الشرايين، وهو مرض أيضي والتهابي يتميز بتراكم البروتينات الدهنية الغنية بالكوليسترول والخلايا الالتهابية في جدران الشرايين، خاصة في المناطق التي تعاني من تدفق لاميني مضطرب. يبدأ المرض بتراكم البروتينات الدهنية التي تحتوي على بروتينات الأبوليبوبروتين B وهو السبب الرئيسي لحدوث الأحداث القلبية الوعائية، مما يؤدي إلى حوالي 17.9 مليون وفاة سنويًا في جميع أنحاء العالم. تسلط الأبحاث الحديثة الضوء على الدور الحيوي للبلعميات في تقدم تصلب الشرايين والمضاعفات التخثرية، حيث تتمايز من وحيدات النواة وتبتلع البروتينات الدهنية، مما يشكل خلايا رغوية تساهم في تطوير اللويحات.
تؤكد الورقة على الدور المزدوج للبلعميات في تصلب الشرايين، حيث تعمل كمصادر للالتهاب ومنظمات للتوازن الداخلي. يتأثر تنشيطها بالمسارات الأيضية التي لا توفر الطاقة فحسب، بل تؤثر أيضًا على استقطاب البلعميات ووظيفتها. يهدف المؤلفون إلى استكشاف الأدوار التنظيمية وآليات ظواهر البلعميات والتمثيل الغذائي والتنشيط في تصلب الشرايين، مع مناقشة الإمكانية لاستهداف البلعميات كاستراتيجية علاجية لتصلب الشرايين وأمراض القلب والأوعية الدموية الناتجة عن تصلب الشرايين (ASCVD).
مناقشة
في قسم المناقشة من الورقة البحثية، يوضح المؤلفون أصول واستقطاب البلعميات في سياق تصلب الشرايين. البلعميات، المشتقة من خلايا جذعية دموية في نخاع العظام، تهاجر إلى الطحال، وتتمايز إلى وحيدات نواة، ثم يتم استدعاؤها إلى الأنسجة الملتهبة، مثل الشرايين المتصلبة. تتضمن عملية خروج وحيدات النواة عدة جزيئات التصاق ومستقبلات كيميائية، حيث ترتبط العيوب في هذه المستقبلات بتقليل تصلب الشرايين. بمجرد دخولها إلى جدار الشريان، تتمايز وحيدات النواة إلى بلعميات تحت تأثير السيتوكينات مثل M-CSF و GM-CSF، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في أعداد البلعميات. يبرز المؤلفون أن وحيدات النواة تتعرض لتحفيزات نظامية مسبقة، تؤثر على استقطابها نحو الظواهر الالتهابية، خاصة الفئات الفرعية CD14+ و Ly6C hi، التي تعتبر حاسمة في تقدم تصلب الشرايين.
تناقش الورقة أيضًا استقطاب البلعميات إلى الأنماط الفرعية M1 و M2، حيث تكون البلعميات M1 مؤيدة للالتهاب ومرتبطة بتدمير الأنسجة، بينما تشارك البلعميات M2 في إصلاح الأنسجة والاستجابات المضادة للالتهاب. يؤكد المؤلفون أن تنشيط البلعميات يتأثر بتحفيزات ومسارات إشارة متنوعة، مما يؤدي إلى تحولات أيضية تؤثر على وظيفتها. تعتمد البلعميات M1 بشكل أساسي على التحلل السكري، بينما تستخدم البلعميات M2 أكسدة الأحماض الدهنية (FAO) والفوسفور المؤكسد (OXPHOS) للحصول على الطاقة. التفاعل بين هذه المسارات الأيضية ووظائف البلعميات أمر حاسم، حيث يمكن أن تؤثر إعادة البرمجة الأيضية بشكل كبير على الاستجابة الالتهابية والتوازن الداخلي في تصلب الشرايين. يقترح المؤلفون أن ظاهرة البلعميات ليست محددة بدقة، بل تنشأ من التفاعلات الديناميكية داخل بيئة الآفة، المتأثرة بالعوامل النظامية ومسارات الإشارة المحلية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11883-024-01229-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39133247
Publication Date: 2024-08-12
Author(s): Juan Wang et al.
Primary Topic: Immune cells in cancer
Overview
This review examines the critical roles of macrophage accumulation and activation in atherosclerosis, emphasizing the complex dynamics of macrophage phenotypes and metabolism throughout the stages of atherosclerotic plaque development. It highlights the dysregulation of macrophage polarization between pro-inflammatory M1 and anti-inflammatory M2 phenotypes, which significantly impacts the immuno-inflammatory response and contributes to plaque initiation, growth, and rupture. The review also discusses the metabolic alterations in macrophages that are pivotal for their function and the progression of atherosclerotic cardiovascular disease.
The authors advocate for targeting macrophage phenotypes and their metabolic pathways as promising therapeutic strategies for preventing and treating atherosclerosis. They stress the importance of understanding the metabolic reprogramming of macrophages in response to environmental factors, which leads to metabolic heterogeneity within atherosclerotic lesions. The review calls for further mechanistic studies to clarify the relationship between macrophage immunometabolism and atherosclerosis, particularly through in vivo investigations that explore the roles of macrophage-derived metabolites in various stages of plaque formation. Ultimately, the identification of biological triggers that influence macrophage phenotypes could pave the way for innovative therapeutic interventions in atherosclerotic cardiovascular diseases.
Introduction
The introduction of the paper discusses atherosclerosis, a metabolic and inflammatory disease marked by the accumulation of cholesterol-rich lipoproteins and inflammatory cells in arterial walls, particularly in areas with disturbed laminar flow. The disease is initiated by the build-up of lipoproteins containing apolipoprotein B and is the leading cause of cardiovascular events, resulting in approximately 17.9 million deaths annually worldwide. Recent research highlights the critical role of macrophages in atherosclerosis progression and thrombotic complications, as they differentiate from monocytes and engulf lipoproteins, forming foam cells that contribute to plaque development.
The paper emphasizes the dual role of macrophages in atherosclerosis, acting both as sources of inflammation and regulators of homeostasis. Their activation is influenced by metabolic pathways that not only provide energy but also affect macrophage polarization and function. The authors aim to explore the regulatory roles and mechanisms of macrophage phenotypes, metabolism, and activation in atherosclerosis, while also discussing the potential for targeting macrophages as a therapeutic strategy for atherosclerosis and atherosclerotic cardiovascular diseases (ASCVD).
Discussion
In the discussion section of the research paper, the authors elaborate on the origins and polarization of macrophages in the context of atherosclerosis. Macrophages, derived from hematopoietic stem cells in the bone marrow, migrate to the spleen, differentiate into monocytes, and are subsequently recruited to inflamed tissues, such as atherosclerotic arteries. The process of monocyte extravasation involves several adhesion molecules and chemokine receptors, with deficiencies in these receptors correlating with reduced atherosclerosis. Once in the arterial wall, monocytes differentiate into macrophages under the influence of cytokines like M-CSF and GM-CSF, leading to a significant increase in macrophage numbers. The authors highlight that monocytes are pre-conditioned by systemic stimuli, which influence their polarization towards inflammatory phenotypes, particularly the CD14+ and Ly6C hi subpopulations, which are crucial in atherosclerosis progression.
The paper further discusses the polarization of macrophages into M1 and M2 subtypes, with M1 macrophages being pro-inflammatory and associated with tissue destruction, while M2 macrophages are involved in tissue repair and anti-inflammatory responses. The authors emphasize that macrophage activation is influenced by various stimuli and signaling pathways, leading to metabolic shifts that affect their function. M1 macrophages primarily rely on glycolysis, while M2 macrophages utilize fatty acid oxidation (FAO) and oxidative phosphorylation (OXPHOS) for energy. The interplay between these metabolic pathways and macrophage functions is critical, as metabolic reprogramming can significantly impact the inflammatory response and tissue homeostasis in atherosclerosis. The authors propose that the macrophage phenotype is not strictly defined but rather emerges from the dynamic interactions within the lesion microenvironment, influenced by both systemic factors and local signaling pathways.