巨噬细胞的研究，并不局限于肿瘤领域。夏老师在 PubMed 浏览时，发现了一篇由首都医科大学发表于影响因子11.4分的J Adv Res杂志上的文章，该文聚焦于巨噬细胞极化与高血压心脏重塑的关联（课题的推进也是通过假设和假设迭代，使用柯霍氏法则进行了逐步的验证，逐步推进了课题的进展，如果不清楚科研逻辑，或者柯霍氏法则的话，可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》）。
我们先来看文章最后呈现的示意图。在高血压模型中，会刺激内皮细胞释放大量细胞黏附分子（CAM），如 ICAM - 1、Factor X 和纤维蛋白原 a。这些分子会募集骨髓来源的 CD11b/CD18 阳性单核细胞。这些单核细胞迁移并黏附在血管内皮上，随后浸润到心脏，进而分化为 M1 极化的巨噬细胞。这些 M1 极化巨噬细胞通过激活 NFκB 和 STAT 信号通路（NFκB信号通路和JAK-STAT信号通路都是常见的和炎症相关的信号通路，在巨噬细胞以及免疫相关的细胞研究中，都比较常见，熟悉《信号通路是什么鬼？》系列的话，应该对这两个通路想必不陌生），产生炎性分子 IL - 1β、IL - 6、TNF - α 等。这些炎性分子会致使心肌细胞肥大，最终引发心脏重塑和功能障碍。
首先，研究面临的问题是，为何筛选 CD11b 和 CD18 这两个指标呢？研究人员先用血管紧张素 Ⅱ（AngⅡ）构建高血压模型，接着对模型中整合素的心脏基因表达谱进行芯片分析。结果显示，CD11b 和 CD18 在第一天呈现突出表达（就如同万绿丛中一点红，热图显示的就是转录组表达的差异性，可以通过热图直观地看出转录组表达的差异，关于这种热图的解读，在《夏老师带你读文献》中有详细介绍，这里的红色代表高表达）。由于 CD11b/CD18 主要在髓系白细胞中表达，于是他们又查看了单核细胞中 CD11b/CD18 的表达情况，不出所料，AngⅡ 的确会影响心脏中髓单核细胞浸润时 CD11b/CD18 的水平。
既然 CD11b 和 CD18 在高血压引发的心脏功能障碍中作用显著，那么敲除 CD11b 会产生怎样的影响呢？（这其实是遵循柯霍氏法则进行验证，通过对CD11b的敲减，查看下游表型所产生的变化，以此来确定表型于基因表达之间的联系，在《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》和《轻松的文献导读》中有相关讲解，感兴趣可查阅）研究人员敲除 CD11b 后发现，敲除该基因可改善 AngⅡ 引起的心脏功能障碍。
从结果可见，敲除 CD11b 后，再用 AngⅡ 诱导，TGFβ 信号通路中的关键配体 TGFβ1 和第二信使 Smad2/3 受到明显抑制（这两者参与心肌细胞的成纤维化过程，TGFβ通过TGFβ受体激活Smad，从而激活下游基因转录，这就是TGFβ信号通路，若对该信号通路不熟悉，可参考《信号通路是什么鬼？》系列）。那么，CD11b 敲除对单核细胞的招募有何影响呢？研究人员分析了敲除 CD11b 后 CD45 髓样细胞的浸润情况，发现其浸润明显减少（见下图红框）。同时，CD11b 敲除小鼠中 CD68 + MΦs 巨噬细胞的浸润也显著降低，特别是分泌炎性细胞因子（IL - 1β、IL - 6 和 TNF - α）的 M1 极化巨噬细胞比例，相较于野生型小鼠大幅降低。
从上图蓝框还能看到，NFκB 信号通路中 p65 的磷酸化以及 JAK - STAT 信号通路中 STAT1 的磷酸化（这NFκB信号通路和JAK-STAT信号通路与炎症反应紧密相关，若不熟悉，可查阅《信号通路是什么鬼？》系列复习下），在 CD11b 敲除后也明显下降。
单核细胞黏附是炎症反应期间 MΦ 浸润和极化的关键早期步骤，因此研究人员分析了 CD11b 敲除是否会影响单核细胞黏附。他们利用野生型或 CD11b 敲除小鼠培养的骨髓衍生 MΦs 巨噬细胞，检测其对人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的黏附性。结果表明，CD11b 敲除降低了 MΦs 巨噬细胞对血管上皮细胞的黏附，同时抑制了 MΦs 巨噬细胞向 M1 极化。
这些结果表明，AngⅡ 刺激后，CD11b 的活化充分促进了 MΦ 的黏附和 M1 极化。为确定 CD11b 介导的单核细胞 / MΦs 巨噬细胞募集与高血压心脏损伤之间是否存在因果关系，研究人员进行了互补实验：将野生型单核细胞注射到 CD11b 敲除小鼠中，同时把 CD11b 敲除小鼠的单核细胞注射到野生型小鼠中（这同样也是基于柯霍氏法则的实验设计，特异性敲除CD11b这样的验证虽然说可以分析出巨噬细胞中CD11b表达造成的表型变化，但同时也可能会造成肯定后件的逻辑谬误，不清楚的话可以参考《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》、《轻松的文献导读》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列），之后用 AngⅡ 诱导高血压。结果显示，CD11b 敲除的单核细胞能够改善 AngⅡ 引起的心脏功能障碍。同样，使用 CD11b 抑制剂，从药理角度也能阻止 AngⅡ 导致的心脏功能障碍。
最后，研究人员分析了临床心衰患者循环血样本中 CD11b/CD18 + 的骨髓单核细胞及配体表达水平，发现心衰患者 CD11b 和 CD18 的表达显著升高，这进一步证实了 CD11b 对高血压导致的心脏功能障碍的影响。
我们再回到开头的示意图。
这篇文章通过对 CD11b 的表达及功能研究，清晰阐述了 CD11b 与 AngⅡ 诱导高血压后引发的心脏重塑和功能障碍之间的关系。在整个研究过程中，文章表现出色，尤其是在临床应用方面，以及证明单核细胞的 CD11b 缺失对心脏重塑的影响上，成果显著。然而，文章尚未深入探究相关机制，也未明确 CD11b 与 M1 巨噬细胞极化过程的直接联系。若后续研究能将机制部分，或上游 CD11b/CD18 的表达阐释清楚，想必会更加完善。只能期待研究团队后续的研究进展了。好了，今天就分享到这里，感兴趣的话不妨阅读原文，希望大家科研之路顺遂，思路清晰。
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