《Nature》:动脉粥样硬化与自身免疫
发布日期:2021-01-06    点击量:468
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心血管疾病(CVD)死亡率居高不下,大多数与CVD相关的死亡是由心肌梗塞或中风引起的。血栓形成和心血管事件的主要原因是动脉粥样硬化,这是一种炎症性疾病,可以长期保持无症状故,领域迫切需要预先诊断治疗。动脉粥样硬化斑块含有自身抗体,动脉粥样硬化与自身免疫之间存在联系然而,动脉粥样硬化期间的免疫原性触发和自身抗体反应尚不清楚。

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来自西班牙Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC)的研究人员进行了动脉粥样硬化相关抗体库的高通量单细胞分析。动脉粥样硬化Ldlr-/-和对照小鼠1700多个B细胞的抗体进行基因测序,动脉粥样硬化的背景下鉴定出了56种抗体,这些抗体是由B淋巴细胞的体内扩增克隆表达的。三分之一的扩增抗体对动脉粥样硬化斑具有反应性,表明病变中的各种抗原可触发抗体反应。确定了ALDH4A1(一种参与脯氨酸代谢的线粒体脱氢酶)作为这些自身抗体之一A12的靶抗原。

动脉粥样硬化期间的抗体免疫反应

为了研究与动脉粥样硬化相关的抗体免疫反应研究人员使用了Ldlr-/-小鼠,喂食高脂饮食(HFD)发展动脉粥样硬化。B细胞通过类开关重组(CSR)和体细胞超突变(SHM)经历二级抗体多样化,并发展为记忆B细胞和高亲和力浆细胞。Ldlr-/-HFD小鼠显示类转换抗体的同种型分布偏斜,其中IgG2亚型比例较高,而IgG3亚型比例较低,SHM负荷较高。因此,动脉粥样硬化与生发中心B细胞应答增强有关,其特征是SHM负荷增加和IgG2偏倚增加。

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动脉粥样硬化小鼠克隆的抗体显示出斑块反应性

进一步确定动脉粥样硬化相关抗体是否识别斑块病变。从Ldlr-/-HFD小鼠克隆的抗体中有三分之一(18/56)对动脉粥样硬化斑块具有反应性,而Ldlr + / + ND小鼠的抗体只有8%(2/25)。自身反应性抗体显示出斑块反应性的多种模式。这些结果表明,动脉粥样硬化期间的体液免疫反应靶向动脉粥样硬化斑块中的多种抗原。为了研究与动脉粥样硬化相关的抗体应答的特异性,研究者集中于抗体A12,该抗体在Ldlr-/-HFD小鼠的主动脉窦中显示出强烈的噬斑反应性。A12的斑块反应性在疾病进展期间增加,并且大部分在细胞外。值得注意的是,克隆相关抗体A8也显示出较强的噬菌斑反应性。A12靶抗原可以在脾脏中循环或在脾脏中表达,并可能参与触发反应,且A12抗原分布或表达的变化不仅限于动脉。值得注意的是,A12还显示出与人类动脉粥样硬化病变的反应性。因此,A12识别在小鼠模型和人类的动脉粥样硬化过程中异常表达的抗原

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ALDH4A1是动脉粥样硬化中的B细胞自身抗原

下面来确定A12的抗原特异性用A12免疫沉淀Ldlr-/-HFD或Ldlr + / + ND小鼠的总主动脉提取物,进行了高通量质谱分析。作为特异性的对照,分析了与动脉粥样硬化和对照小鼠克隆的其他抗体(A10,A11,D7CT,E9CT)以及与动脉粥样硬化无关的B1-8抗体的免疫沉淀。只有A12,特异性沉淀醛脱氢酶4家族成员A1(ALDH4A1)。A12还从对照野生型主动脉中沉淀出ALDH4A1,表明A12不识别特定于动脉粥样硬化的新表位。值得注意的是,抗ALDH4A1抗体在Ldlr-/-HFD和Apoe-/-HFD小鼠血浆中的滴度很高,但在对照中却没有,它们在动脉粥样硬化的进展过程中积累。此外,用ALDH4A1免疫野生型或Ldlr-/-小鼠会触发T细胞依赖性免疫反应和抗ALDH4A1 IgG1抗体的积累。总之,这些结果确定了ALDH4A1为A12的靶抗原,并表明ALDH4A1可以引发T细胞依赖性抗原特异性免疫反应,这与高抗ALDH4A1 IgG血浆滴度相关。ALDH4A1在Ldlr-/-HFD小鼠的血浆人类的动脉粥样硬化组织中含量高。此外,对一组颈动脉粥样硬化患者的分析显示血浆ALDH4A1显着升高。这些患者的血浆ALDH4A1与动脉粥样硬化的存在相关,而与传统的危险因素和C反应蛋白(CRP)水平无关。因此,高循环的ALDH4A1与动脉粥样硬化密切相关,表明ALDH4A1具有作为疾病的生物标志物的潜力。

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A12输注延迟Ldlr-/-HFD小鼠的动脉粥样硬化进展。

最后研究A12抗体对动脉粥样硬化进展的影响对Ldlr-/-HFD小鼠进行了静脉内连续注射;为了进行比较,给小鼠注射了PBS或B1-8 IgG2b同型对照抗体。经过HFD和常规抗体治疗12周后,与用mB1-8-IgG2b对照抗体或单独使用PBS治疗的小鼠相比,用mA12-IgG2b治疗的小鼠斑块较小。尽管没有检测到斑块的细胞或胶原蛋白成分存在质的差异,但用mA12-IgG2b处理的小鼠血浆中的游离胆固醇和LDL含量较低。值得注意的是,经过A12处理的小鼠碳水化合物,氨基酸和脂质代谢以及免疫系统和炎症途径相关的蛋白质发生特定变化也发现了几种脂质代谢途径的改变,包括花生四烯酸(炎性介质的前体)的代谢以及各种甘油三酸酯的减少。用A12治疗对肝脏中的脂质和免疫途径有很强的影响,这可能与在A12治疗的小鼠中观察到的全身脂质改变有关。总之,这些结果表明,用抗ALDH4A1  A12抗体治疗减少了动脉粥样硬化的进展并改善了脂质分布。

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动脉粥样硬化是血栓形成的主要潜在原因,其漫长的无症状期使得识别心血管事件风险对于提高心血管疾病的预防、预测、诊断和预后非常重要。这项研究表明,A12及其靶抗原ALDH4A1分别是该疾病的假定治疗和诊断工具

本文作者:无端