《Frontiers in Immunology》：Senescent endothelial cells: key commanders of the cellular communication network within atherosclerotic plaques
1. 指挥官的档案：内皮细胞衰老的标志
衰老内皮细胞（sEC）曾是血管老化的被动表现，现已被认为是动脉粥样硬化的主动驱动者。sEC表现出独特的形态和分子特征，包括不可逆的生长停滞、改变的染色质结构以及分泌促炎的衰老相关分泌表型（SASP）。本综述提出三大贡献：将sEC概念化为斑块的主动“指挥官”和“组织工程师”；整合新颖的RBP4-STRA6信号轴，作为连接系统性代谢功能障碍与局部血管衰老的关键桥梁；结合单细胞临床数据，批判性分析内皮细胞衰老的性别二态性，强调为何“炎症衰老”是男性而非女性的主要驱动因素。
1.1 形态与功能转变：从静止守护者到功能失调的煽动者
衰老内皮细胞经历剧烈的物理和功能转变，损害血管完整性。形态上，它们变得扁平、增大，且常为多核，失去典型的“鹅卵石”结构。这种结构恶化直接导致功能性屏障失效：紧密连接的丧失形成“渗漏”的内皮，便于脂质和免疫细胞皮下浸润。这种持久性增强和屏障功能障碍的结合，使sEC能够在血管壁内建立长期、病态的指挥所。
1.2 分子指纹：核心生物标志物
衰老内皮细胞拥有一系列可检测的分子标记。一个关键的生物化学标志是在非最适pH 6.0下衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）的活性增强，这源于溶酶体区室的显著扩大。驱动衰老细胞周期停滞的核心分子是细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂（CDKIs），特别是p16INK4a和p21Waf1/Cip1。它们表达上调是衰老的定义性分子特征。其他标志包括端粒相关灶的形成、改变的染色质结构（衰老相关异染色质灶，SAHF）以及核纤层蛋白B1（Lamin B1）的丢失。
1.3 衰老的起源：对促动脉粥样硬化应激的反应
内皮细胞衰老并非随机事件，而是对心血管系统中普遍存在的各种应激源的直接反应。
1.3.1 血流动力学应力
存在于动脉分叉和弯曲处的紊乱、低和振荡剪切应力是促进内皮衰老的主要因素，这解释了动脉粥样硬化斑块的局灶性。这些机械力通过激活如p53-p21等信号通路诱导衰老。
1.3.2 氧化和基因毒性应激
活性氧（ROS）、香烟烟雾成分以及未修复的DNA损伤等因素触发强烈的DNA损伤反应（DDR），最终导致衰老。p53和cGAS-STING通路是此反应的关键介质。
1.3.3 代谢应激
高血糖、高脂血症以及某些脂肪因子水平升高等病理状态可直接诱导或加速内皮细胞衰老。
1.3.4 端粒缩短
虽然内皮细胞通常是静止的，但在因损伤或紊乱血流导致高更替的区域，细胞会经历复制性衰老。此过程由端粒的进行性缩短驱动，其本身会激活DNA损伤反应。
2. 指挥官的武器库：细胞间通讯机制
衰老内皮细胞的通讯策略并非单一，而是一个多层、复杂的系统，旨在实现稳健且持久的控制。它结合了广域广播（SASP）、靶向递送（EVs）和信号放大（旁分泌衰老），确保其促动脉粥样硬化指令不仅被接收，而且得以维持和放大，压倒组织的稳态和修复机制。
2.1 衰老相关分泌表型：主要通讯渠道
SASP是sEC的主要武器，将单个停滞细胞转变为强大的信号枢纽，深刻改变组织微环境。它是一种复杂、异质性的分泌组，其具体组成取决于细胞类型和衰老诱导刺激。
2.1.1 组成：促炎混合物
SASP富含促炎细胞因子、趋化因子和生长因子。这些分子作为“广播信号”，在血管壁内创造一种慢性、低度炎症状态。
2.1.2 蛋白水解臂：基质金属蛋白酶
SASP的一个关键组成部分是一套蛋白酶，特别是基质金属蛋白酶（MMPs）。这些酶降解细胞外基质（ECM），直接导致斑块纤维帽的结构弱化。
2.2 细胞外囊泡和外泌体：针对微环境的包装指令
除了可溶性因子，sEC还释放膜结合的细胞外囊泡（EVs），包括微泡和更小的外泌体。这些囊泡充当“包装指令”，携带浓缩的蛋白质、脂质和核酸货物，用于靶向递送至受体细胞。来自衰老或受损内皮细胞的EVs可介导细胞间通讯，促进炎症、血栓形成和血管钙化。它们能够将其货物转移至邻近细胞，从而以靶向方式改变其功能。
2.3 旁分泌衰老：传播衰老表型以放大指挥
SASP的一个高度破坏性能力是诱导“旁分泌衰老”或“旁观者衰老”。sEC释放的炎症因子可触发邻近健康细胞的衰老，创造了一个恶性的、自我放大的循环。一个sEC可以“招募”其邻居，将它们转变为新的分泌指挥官，从而在整个病变中传播和加强促动脉粥样硬化信号场。此过程的关键介质包括转化生长因子-β（TGF-β）和活性氧（ROS）。
3. 指挥官的指令：对动脉粥样硬化斑块内关键细胞的影响
sEC的作用超越了单纯的炎症促进者。它充当恶性的组织工程师，积极重塑血管壁以利于斑块生长和不稳定性。它指挥单核细胞的行为，并精确调节血管平滑肌细胞（VSMCs）的行为，指示它们停止胶原蛋白生产转而产生MMPs。这一系列高度特异性的指令导致可预测的物理结果：一个脂质丰富的炎症核心覆盖着一个薄而不稳定的纤维帽。功能上，sEC类似于一个适应不良的“工程师”，提供了一个病理性蓝图，误导其他细胞构建有缺陷的结构——不稳定的动脉粥样硬化斑块。
3.1 指挥免疫细胞：协调单核细胞招募和慢性炎症
衰老内皮细胞上调其表面的细胞粘附分子如VCAM-1和ICAM-1。这些分子充当循环单核细胞的“停靠位点”。同时，富含趋化因子如MCP-1（CCL2）的SASP提供了一个化学“信标”，主动将这些单核细胞从血流中招募至皮下空间。一旦进入内膜，这些单核细胞分化为巨噬细胞，并在吞噬氧化脂质后变为泡沫细胞——早期动脉粥样硬化脂肪条纹的标志。通过协调整个过程，sEC作为驱动慢性炎症的主要看门人。sEC的影响还延伸至适应性免疫分支。来自肿瘤学的见解为理解这种空间复杂性提供了一个引人注目的模板。我们假设sEC可能类似于这些生态位中的基质组织者。通过分泌CXCL10/11同时上调PD-L1，sEC不仅有可能招募T细胞，还可能诱导其耗竭或Treg功能障碍，反映了肿瘤中观察到的免疫抑制景观。这种“类肿瘤”免疫可塑性代表了斑块不稳定的一个关键但尚未充分探索的维度。此外，sEC衍生的趋化因子主动招募中性粒细胞，触发中性粒细胞胞外陷阱（NETs）的释放。NETs的生物活性成分作为次级衰老诱导信号，可能重新激活内皮细胞中的cGAS-STING通路。这建立了一个自我维持的炎症和损伤恶性循环。
3.2 操纵血管平滑肌细胞：设计斑块不稳定性
在健康血管中，VSMCs提供结构完整性。然而，sEC为它们重新编程以发挥破坏性作用。SASP因子可诱导VSMC衰老。衰老的VSMCs经历表型转换：它们减少对斑块保护性纤维帽强度至关重要的ECM蛋白质（如胶原蛋白）的分泌。同时，它们增加基质降解酶（特别是MMPs）的分泌，这些酶主动消化纤维帽，使其更薄、更脆弱、易于破裂——这是触发急性血栓事件（如心肌梗死和中风）的关键事件。
3.3 损害内皮完整性：自分泌强化和屏障功能障碍
SASP具有自分泌效应，意味着sEC分泌的因子可以作用于自身，从而强化衰老状态和抗凋亡能力。通过在邻近内皮细胞中诱导旁分泌衰老，初始的sEC沿着内皮单层传播功能障碍，导致广泛的屏障失效、血管舒张受损（由于sEC中eNOS表达减少）以及促血栓表面的形成。
4. 指挥官的指挥中心：驱动衰老内皮细胞功能的关键信号通路
4.1 衰老的基础通路：p53/p21和p16INK4a/Rb轴
这两个肿瘤抑制通路是执行定义衰老的细胞周期停滞的核心机制。
4.1.1 p53/p21通路：第一响应者
响应急性应激源如DNA损伤或紊乱血流，p53蛋白被稳定和激活。活化的p53转录上调CDKI p21。p21然后抑制细胞周期蛋白依赖性激酶（主要是CDK2），导致初始的、有时可逆的细胞周期停滞。在内皮细胞中，该通路是紊乱血流诱导衰老的关键介质。p21在维持衰老细胞活力、防止其凋亡中也起着关键作用。
4.1.2 p16INK4a/Rb通路：不可逆停滞的执行者
在持续或严重应激条件下，p16INK4a（p16）通路被激活。p16特异性抑制CDK4/6，阻止视网膜母细胞瘤（Rb）蛋白的磷酸化。低磷酸化的Rb保持活性并隔离E2F转录因子，从而强效阻断细胞进入S期。p16的激活通常被认为是将细胞锁定在不可逆衰老状态的关键步骤。p16和p21协同作用以建立和维持这种停滞。然而，对此通路的治疗操作需谨慎。虽然p16通过抑制CDK4/6发挥作用，但最近的体内证据表明，药理性抑制CDK4/6（如使用Palbociclib）非但不能缓解血管老化，反而会加剧内皮衰老和动脉粥样硬化。这揭示了一个基本的逻辑区别：细胞周期停滞是损伤反应的症状，而非原因。在不解决上游应激源的情况下强迫应激细胞通过CDK4/6抑制停滞，并不会保留功能；相反，它会将细胞锁定在功能失调的衰老状态。因此，治疗必须针对上游触发因素而非下游制动机制。
4.2 为武器库供能：SASP的上游调控
SASP的产生并非停滞的被动副产品，而是一个由特定信号通路调控的主动过程。
4.2.1 mTOR通路：SASP合成的核心代谢调节器
mechanistic target of rapamycin（mTOR）通路是整合营养和生长信号的中心枢纽。在衰老细胞中，mTORC1持续活跃，对于许多SASP组分的合成和分泌至关重要，特别是通过控制关键mRNA（如IL-1α的mRNA）的翻译。用rapamycin抑制mTOR可以抑制SASP而不逆转生长停滞，使其成为关键的“衰老形态”靶点。
4.2.2 NF-κB和cGAS-STING通路：将损伤转化为炎症
转录因子NF-κB是炎症的主要调节器和SASP基因表达的关键驱动因子。它被多种衰老诱导刺激激活。一个关键的上游激活剂是cGAS-STING通路，它感知胞质DNA并触发强烈的炎症反应，包括SASP。
4.3 特别关注：RBP4轴——一种新颖的指挥与控制通路
本节详述了一个关键的新兴通路，它直接连接动脉粥样硬化的主要风险因素代谢功能障碍与内皮衰老和炎症。RBP4是一种脂肪因子，其循环水平在肥胖、2型糖尿病和代谢综合征中升高。高水平RBP4与心血管疾病（CVD）、动脉粥样硬化和内皮功能障碍相关，使其成为连接这些病症的关键分子桥梁。
4.3.1 RBP4：连接代谢疾病与血管炎症的脂肪因子
（内容已整合上述描述）
4.3.2 RBP4受体信号的双重性：STRA6 vs. TLR4
RBP4的作用因其与至少两种不同受体系统的相互作用而复杂化。
STRA6：全反式视黄醇-RBP4（holo-RBP4）的经典受体，介导视黄醇转运入细胞。
TLR4：先天免疫系统的模式识别受体。关键的是，在内皮细胞中的研究表明，RBP4可通过TLR4诱导炎症，此过程不依赖于视黄醇和STRA6。
4.3.3 STRA6-JAK-STAT级联：具有促衰老交叉对话的视黄醇依赖性通路
holo-RBP4与STRA6的结合不仅转运视黄醇，还激活类似于细胞因子受体的信号级联。Janus kinase 2（JAK2）的激活和随后STAT蛋白（STAT3/5）的磷酸化是STRA6信号传导的一个明确表征的下游效应。基于这些相似之处，我们为致动脉粥样硬化内皮提出了一个收敛模型：RBP4诱导的STAT激活可能理论上调SOCS蛋白以稳定p53，从而强化细胞周期停滞。验证这一特定轴对于精准医学至关重要。鉴于女性内皮细胞表现出优异的代谢调节转录组特征，对此RBP4-STRA6代谢应激轴的性别特异性弹性可能有助于观察到的斑块进展中的性别二态性。这突显了一个潜在的分歧点，即男性内皮可能更易受代谢驱动的衰老影响。
4.3.4 TLR4-NF-κB/MAPK级联：内皮细胞中不依赖于STRA6的炎症通路
在内皮细胞中，RBP4作为损伤相关分子模式（DAMP）发挥作用。它与TLR4结合，激活下游炎症通路包括NF-κB和MAP激酶（JNK, p38）。这直接刺激促炎SASP组分（如VCAM-1, ICAM-1, IL-6）的表达，促进内皮炎症和白细胞粘附。该通路强效且不依赖于RBP4的视黄醇携带状态。
4.3.5 综合：RBP4如何通过收敛通路驱动内皮衰老和动脉粥样硬化
RBP4通过双管齐下的攻击独特地驱动内皮衰老。TLR4介导的通路提供了通往炎症的快速、直接途径。由代谢失调驱动的STRA6-JAK-STAT通路提供了一个单独的输入，可以通过与p53的交叉对话来强化核心细胞周期停滞机制。这种收敛创造了“二次打击”病理机制：动脉分叉处的血流动力学应力可能启动内皮，使这些局灶区域对循环系统性RBP4独特地超敏感。这种协同作用解释了为何系统性代谢功能障碍转化为局部血管衰老，巩固了sEC在动脉粥样硬化易发环境中的“指挥官”角色。
5. 废黜指挥官：针对衰老内皮细胞的治疗策略
针对衰老细胞的多样化治疗策略提出了一个战略选择，可能需要个体化和情境依赖的解决方案。衰老具有双重作用：它可以是有益的（急性，用于伤口愈合/肿瘤抑制）或有害的（慢性，在年龄相关疾病中）。因此，选择“杀死”（senolytics）、“解除武装”（senomorphics）还是“预防”（上游抑制）并非一刀切的决定。对于晚期不稳定斑块患者，短期、强效的senolytics可能最有效。对于有早期风险因素的患者，长期衰老形态或上游抑制剂治疗可能更合适。性别特异性发现进一步强调策略选择必须针对个体的特定病理进行定制。
5.1 Senolytics：靶向清除策略
Senolytics是一类能够选择性诱导衰老细胞凋亡，从而将其从组织中清除的药物。例如达沙替尼和槲皮素（D+Q）的组合。在动脉粥样硬化小鼠模型中的临床前研究表明，用senolytics清除衰老细胞可以减少斑块形成、减少炎症，甚至通过防止纤维帽变薄来改善斑块稳定性。这种方法直接“废黜”指挥官。然而，一个关键警告仍然存在：sEC尽管功能失调，但物理上覆盖着血管壁。它们被senolytics快速凋亡清除，如果不能与邻近健康细胞的再生能力相匹配，理论上可能暴露血栓形成皮下层。因此，senolytics的临床应用必须考虑“替换动力学”以避免短暂的斑块不稳定。新出现的临床数据提示了潜在益处，但也揭示了显著的复杂性，特别是在生物性别方面。最近一项利用单核RNA测序对人内乳动脉进行的关键研究揭示了一个显著的性别二态性：来自男性患者的内皮细胞表现出独特的“炎症衰老”特征，而女性内皮细胞即使是在绝经后患者中也保持了更好的内皮功能和富含代谢调节及ECM维持而非衰老的转录组特征。这一关键发现解释了为何非特异性senolytic策略在男性中可能更有效，而女性可能需要针对代谢弹性的疗法。
5.2 Senomorphics：调节SASP的策略
Senomorphics是另一类不杀死衰老细胞而是调节其表型的化合物，主要通过抑制有害的SASP来实现。这种方法“解除”指挥官的武装而不消除它。一个关键例子是mTOR抑制剂rapamycin，它已被证明可以减少促炎SASP组分的分泌。这在衰老细胞的细胞周期停滞仍然需要（如用于肿瘤抑制）但其附带炎症损伤不需要的情况下可能有益。
5.3 靶向上游驱动因素：从代谢控制到通路特异性抑制剂
一种替代策略是从源头上预防内皮细胞衰老。鉴于第4节讨论的发现，下游细胞周期阻塞会矛盾地加剧衰老表型，因此这种方法尤其相关。因此，治疗干预必须发生在细胞周期停滞的上游。这涉及针对主要应激源和信号通路，例如通过生活方式干预和药理学控制代谢风险因素以减少RBP4负荷。它还可能涉及开发针对如TLR4或JAK/STAT等通路的特异性抑制剂，以阻断来自如RBP4等分子的促衰老信号。
5.4 通过抗体药物偶联物进行精准清除：一个新前沿
虽然当前的senolytics是全身性作用的，但肿瘤学领域提供了一个可能适用于动脉粥样硬化的精准医学蓝图：抗体药物偶联物（ADCs）。ADCs可以将细胞毒性有效载荷特异性递送至表达独特表面抗原的细胞，诱导免疫原性细胞死亡（ICD）并将“冷”免疫环境转变为“热”环境。开发ADCs需要识别在衰老细胞上独家表达的、与急性激活或发炎内皮（如VCAM-1）不同的表面标记。靶向真正的“衰老抗原”将允许精确消融斑块内的“指挥官”细胞，避免对健康但激活的内皮细胞的脱靶毒性，并减轻与广谱Bcl-2抑制剂相关的系统性副作用。
6. 结论：衰老内皮细胞——动脉粥样硬化中一个可靶向的中心节点
本报告系统地将衰老内皮细胞从血管老化的相关因素重新定位为动脉粥样硬化斑块发展和不稳定性的中心指挥官。通过包括SASP和细胞外囊泡在内的复杂且冗余的通讯武器库，sEC积极指导免疫细胞和VSMCs的促动脉粥样硬化行为，有效地设计了一个病理微环境。
这种指挥功能由一个相互连接的信号通路网络驱动。虽然经典的p53/p21和p16/Rb通路建立了衰老状态，但如mTOR和NF-κB等上游调节器为炎症性SASP供能。关键的是，RBP4信号轴作为一个至关重要的机制出现，提供了连接系统性代谢疾病与局部血管衰老的直接分子链接。其双重的TLR4和STRA6受体通路使RBP4能够发起炎症和代谢信号的收敛攻击，从而巩固了sEC的病理作用。
对sEC作为“指挥官”的这种细致入微的理解为治疗开辟了新前沿。无论是通过senolytics清除、用senomorphics解除武装，还是通过靶向上游驱动因素如RBP4来预防，旨在“废黜”指挥官的策略对动脉粥样硬化的未来治疗和预防具有巨大潜力。靶向这个中心的、可成药的节点可能比单独解决其众多下游后果更有效。
