在癌症治疗领域，随着化疗技术的进步，患者生存率显著提升，但心血管事件却成为癌症幸存者面临的主要威胁，是导致发病和死亡的首要原因。这些患者发生高血压、左心室功能障碍和心力衰竭的风险远高于健康人群。尽管一些化疗药物如多柔比星的心脏毒性已被广泛报道，但许多常规化疗药物对心脏的类别特异性影响仍不清楚。心脏驻留巨噬细胞是心脏内主要的免疫细胞群，在心脏发育、电传导、适应性重塑和组织修复中扮演关键角色。然而，DNA损伤剂这类广泛应用的传统化疗药物如何影响心脏巨噬细胞的组成和功能，尚待阐明。
为了回答这些问题，研究人员在《Science Immunology》上发表了一项研究，通过小鼠模型深入探究了DNA损伤性化疗对心脏免疫景观的影响。研究发现，DNA损伤剂会选择性地消耗心脏驻留巨噬细胞，并通过单核细胞招募重塑该细胞群，重塑后的巨噬细胞具有独特的转录特征和心脏保护功能。
研究人员运用了多种关键技术方法：利用流式细胞术分析心脏免疫细胞群；通过遗传谱系追踪（如Cx3cr1ertCre; Rosa26tdTomato和Ccr2ertCre; Rosa26tdTomato小鼠模型）确定细胞来源；进行批量RNA测序和单细胞RNA测序(scRNA-seq)以解析转录组差异；采用免疫染色（如CD68, LYVE1, pH2AX, IFIT3）进行组织学验证；建立小鼠高血压心脏病模型（血管紧张素II/去氧肾上腺素灌注）和缺血再灌注损伤模型以评估心脏功能和组织重塑；使用CD169DTR/+小鼠和Ifnar1条件性敲除小鼠进行细胞特异性消融和功能缺失研究。
DNA损伤性化疗药物选择性消耗CCR2−CMacs
研究人员比较了血液单核细胞、心脏CCR2−和CCR2+巨噬细胞的RNA测序数据，发现CCR2−巨噬细胞高表达DNA损伤感应基因（如Atr, Atm, Trp53, Cdkn1a），但DNA交联修复相关基因（如Fanca, Fancb, Ercc1）表达水平低，提示其对DNA损伤化疗敏感。体内实验证实，卡铂、顺铂等DNA损伤剂能特异性减少CCR2−巨噬细胞，而不影响CCR2+巨噬细胞。时间动力学显示，卡铂治疗7天后心脏巨噬细胞开始减少，14天后 depletion 约80%。这种消耗并非由心脏损伤引起，因为未观察到显著的心肌细胞死亡、纤维化或心肌肌钙蛋白T升高。
CBP通过坏死性凋亡和 apoptosis 诱导CCR2−CMacs死亡
TUNEL染色和流式细胞术证实卡铂诱导CCR2−巨噬细胞发生细胞死亡。RNA测序显示，卡铂处理的CCR2−巨噬细胞差异表达基因富集于坏死性凋亡、凋亡和p53通路。体外实验表明，坏死性凋亡抑制剂Nec-1和凋亡抑制剂Z-VAD-FMK能减轻卡铂诱导的腹膜巨噬细胞死亡。Ripk3−/−小鼠或Z-VAD-FMK处理的野生型小鼠部分保留了CCR2−巨噬细胞，证实卡铂通过激活坏死性凋亡和凋亡途径导致其死亡。
CBP选择性激活CCR2−巨噬细胞中的p53信号并导致细胞死亡
免疫染色显示卡铂在CCR2−巨噬细胞中诱导更强的DNA损伤反应（pH2AX+）。RNA测序主成分分析表明卡铂显著改变CCR2−巨噬细胞的转录谱，p53信号通路相关基因（如Cdkn2a, Cdkn1a, Gadd45g, Bax, Ei24, Bbc3）上调。p53抑制剂Pifithrin-α能减轻卡铂诱导的巨噬细胞死亡，并降低cleaved CASP3和RIPK3水平，说明p53信号通路在卡铂诱导的细胞死亡中起核心作用。
CBP治疗后CCR2−巨噬细胞区室通过单核细胞招募得到补充
谱系追踪实验表明，卡铂消耗后的CCR2−巨噬细胞区室并非由预先存在的驻留巨噬细胞增殖补充，而是由招募的单核细胞分化填补。Ccr2ertCre; Rosa26tdTomato小鼠模型显示，恢复期超过60%的CCR2−巨噬细胞来源于浸润的单核细胞。重塑后的CCR2−巨噬细胞转录组不同于胚胎来源的驻留巨噬细胞，组织驻留巨噬细胞标志物（如Cd207, Cd163, Vsig4, Timd4）表达下调，而DNA修复和细胞死亡相关基因（如Dnmt3l, Fas）以及I型干扰素反应通路基因表达上调。
既往CBP暴露通过重塑的CCR2−CMac区室减轻心脏重塑
在高血压心脏损伤和缺血再灌注损伤模型中，既往卡铂暴露的小鼠表现出减轻的心肌纤维化、心肌细胞肥大和改善的心脏功能。这种保护作用依赖于重塑的CCR2−巨噬细胞，因为CD169DTR/+小鼠中特异性消融该细胞群后，保护效应消失。机制上，单细胞RNA测序发现，卡铂预处理的小鼠在心脏损伤后，巨噬细胞群体向表达I型干扰素刺激基因(ISG)的Mac5簇富集。RT-qPCR和免疫染色证实卡铂暴露增强了心脏巨噬细胞的I型干扰素反应。
既往CBP暴露通过重塑的CCR2−巨噬细胞引发I型干扰素反应
通过Mx1Gfp/+报告基因小鼠和流式细胞术，证实卡铂暴露后重塑的CCR2−巨噬细胞在心脏损伤前即呈现I型干扰素信号"预激活"状态。损伤后，消融CCR2−巨噬细胞或使用IFNAR1中和抗体阻断I型干扰素信号，均能取消卡铂的心脏保护作用。在Ccr2ertCre; Ifnar1fl/fl小鼠中特异性敲除重塑巨噬细胞的Ifnar1基因，同样导致心脏纤维化增加，证明I型干扰素信号在重塑巨噬细胞中的关键作用。
该研究揭示了DNA损伤性化疗对心脏免疫景观的一个未被认识的影响：选择性消耗心脏驻留巨噬细胞，并通过单核细胞重编程填补，重塑后的巨噬细胞通过I型干扰素信号通路赋予心脏对后续损伤的保护能力。这不仅阐明了某些化疗药物可能存在的"心脏预适应"样效应，也为理解单核细胞可塑性及其在组织稳态中的作用提供了新见解。研究结果提示，靶向巨噬细胞的I型干扰素信号通路可能成为改善癌症幸存者心脏预后的潜在策略。同时，该研究强调了在癌症治疗中考虑化疗药物对非靶组织（如心脏）免疫细胞影响的的重要性。
