【导读】最近的研究探索了去甲基化药物(5-azacytidine, Aza)治疗一系列疾病的潜力。然而，Aza对动脉粥样硬化患者的治疗效果尚不清楚。
9月20日，南京医科大学与陕西省人民医院研究人员合作在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“Epigenetic modification of CD4+ T cells into Tregs by 5-azacytidine as cellular therapeutic for atherosclerosis treatment”，本研究探讨了硫唑嘌呤对动脉粥样硬化的治疗应用，以阐明潜在的机制。研究人员利用硫唑嘌呤(Aza)体外诱导CD4+ T细胞产生诱导调节性T细胞，然后静脉输注iTregs治疗动脉粥样硬化。Aza-iTreg过继转移显著增加ApoE - / -小鼠的外周血Treg细胞，抑制炎症，减轻动脉粥样硬化。此外，研究人员观察到在ApoE - / -小鼠中，Foxp3 -调节性T细胞特异性去甲基化区域(TSDR)显著去甲基化，并且在ApoE - / -小鼠脾CD4+ T细胞中Foxp3表达上调。研究人员还证明Aza通过DNA甲基转移酶1 (Dnmt1)介导的Foxp3- tsdr去甲基化和Foxp3表达上调将初始CD4+ T细胞转化为Tregs。相反，Dnmt1在CD4+ T细胞中的过表达减弱了Aza诱导的Foxp3- tsdr去甲基化和Foxp3表达上调。Aza通过抑制Dnmt1将初始CD4+ T细胞转化为有功能的Treg细胞，Aza- itregs可抑制小鼠动脉粥样硬化。
https://www.nature.com/articles/s41419-024-07086-7#Sec23
背景知识
01
动脉粥样硬化是一种主要影响动脉壁的持续性炎症状态，是全球范围内心血管疾病的主要促发因素。目前已知，T细胞介导的致病性免疫应答在动脉粥样硬化形成中发挥关键作用，其中涉及Th1、Th2和自然杀伤T细胞。大量的实验研究一致表明，在小鼠和人类模型中，Th1细胞构成了动脉粥样硬化病变中CD4+ T细胞的主要亚群。多个独立研究小组也提供了令人信服的证据，证明Th1驱动的反应对动脉粥样硬化过程有不利影响。调节性T细胞(Tregs)是一类可识别的T细胞亚群，通过其抑制效应T细胞的活性，在维持免疫平衡和促进免疫耐受中发挥重要作用。转录因子(Foxp3)在CD4+CD25+ treg的形成和功能中起关键调节作用。调节性T细胞参与抵抗动脉粥样硬化的发生和发展，因此有望成为动脉粥样硬化的潜在治疗手段。多项研究表明，外源性输注Tregs可抑制和逆转动脉粥样硬化，并起到预防动脉粥样硬化的作用。但Treg细胞数量较少，仅占CD4+ T细胞的5% ~ 10%。由于排斥反应，其异体输注可能限制了临床应用。动脉粥样硬化的细胞治疗是一种可行、安全、有效的方法，但获得足够数量的Treg和避免免疫排斥仍然是这方面的重大挑战。
(5-azacytidine, Aza)是一种DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases, Dnmts)抑制剂。它一旦被细胞摄取，就会磷酸化形成5-氮杂-2 ' -脱氧胞苷-5 ' -三磷酸，随后整合到DNA中，抑制Dnmts的活性。最近的研究探索了去甲基化药物治疗一系列疾病的潜力。值得注意的是，过去的研究表明Aza可以通过抑制Foxp3基因的甲基化诱导效应T细胞向treg细胞转化。之前的研究已经揭示了动脉粥样硬化的进展和Foxp3-TSDR甲基化增加之间的显著相关性。然而，硫唑嘌呤对动脉粥样硬化的治疗作用尚未确定。本研究的主要目的是在体外用硫唑嘌呤诱导CD4+ T细胞产生调节性T细胞，然后静脉输注诱导的调节性T细胞(iTregs)治疗动脉粥样硬化，以阐明潜在的机制。
Aza-iTreg过继转移可减轻ApoE - / -小鼠的动脉粥样硬化
02
分离的Tn细胞与硫唑嘌呤(5µM)共培养48 h (Aza- itreg)后经尾静脉注射入小鼠体内。与Tn细胞转移组和对照组相比，Aza-iTreg对ApoE - / -小鼠WD 8周和12周的主动脉根部病变面积有显著的抑制作用。移植来自C57BL/6 J小鼠的正常treg也显著减少了动脉粥样硬化病变的大小，在WD 8周后，他们表现出相应的减少。Aza-iTreg转移和Treg转移在减少病变大小方面没有显著差异。此外，研究人员评估了Aza-iTreg转移对小鼠整体主动脉病变的影响，结果表明在Aza-iTreg转移后，整个主动脉的病变负荷显著降低。虽然在WD治疗8周后，Aza-iTreg转移和Treg转移对皮损中胶原含量没有影响，但在12周后，两种治疗均显著增加皮损中胶原含量。此外，与Tn细胞移植组和对照组相比，Aza-iTreg和Treg移植组在WD 8周和12周后均显著降低了主动脉根部病变中巨噬细胞的含量。Aza-iTreg和Treg对巨噬细胞浸润的抑制作用差异无统计学意义。这些结果表明，Aza-iTreg转移改善了加速AS的发展，并有助于病变的稳定。
Aza-iTreg过继转移可减轻ApoE - / -小鼠的动脉粥样硬化
过表达Aza-iTreg可增加ApoE - / -小鼠体内treg细胞比例，抑制炎症反应
03
WD 8周后，与Tn细胞转移组和对照组相比，Aza-iTreg转移组和Treg转移组ApoE−/−小鼠外周血中CD4+ Foxp3+细胞百分比均显著增加。这种增加在Treg转移组中尤为明显。同样，WD 12周后，Aza-iTreg转移和Treg转移均导致外周血中CD4+ Foxp3+细胞显著增加。Aza-iTreg转移组与Treg转移组外周血Treg比例差异无统计学意义。免疫荧光法检测主动脉根部病变组织中CD4+ Foxp3+细胞的含量。WD 8周和12周后，与Tn细胞转移组和对照组相比，Aza-iTreg转移组和Treg转移组小鼠主动脉根部病变中CD4+ Foxp3+细胞的含量显著增加。Aza-iTreg组和Treg组在增加主动脉根部病变组织中CD4+ Foxp3+细胞方面差异无统计学意义。
此外，与Tn细胞转移组和对照组相比，Aza-iTreg转移和Treg转移均导致接受WD治疗8周和12周小鼠血浆中TGF-β和IL-10的显著上调。就血浆TGF-β和IL-10浓度而言，Aza-iTreg转移与Treg转移之间没有差异。相反，与Tn细胞转移组和对照组相比，Aza-iTreg转移和Treg转移均导致接受WD治疗8周和12周小鼠血浆中IL-1β和IFN-γ的显著降低。就抑制IL-1β和IFN-γ而言，Aza-iTreg转移与Treg转移之间没有显著差异。
研究小结
04
研究结果表明，通过抑制Dnmt1，利用基于Aza的方法可以在体外对iTregs进行表观遗传编辑，并且Aza-iTregs可以在体内抑制动脉粥样硬化。这些发现表明，使用大量Aza诱导的iTreg细胞进行细胞治疗为动脉粥样硬化的治疗提供了巨大的希望。
【参考资料】
https://www.nature.com/articles/s41419-024-07086-7#Sec23
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