《Cell Discovery》：Lineage tracing reveals the origins and dynamics of macrophages in lung injury and repair
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本研究針對肺損傷修復過程中組織駐留巨噬細胞（TRM）與單核來源巨噬細胞（MDM）的動態貢獻機制不清的問題，通過構建CD68-rtTA和Ms4a3-CreER基因譜系示蹤小鼠模型，結合單細胞測序技術，系統解析了巨噬細胞亞群在肺纖維化中的時空變化規律。研究發現Notch信號通路負向調控單核細胞招募及向肺泡巨噬細胞（Mo-AM）分化，而Wnt/β-catenin信號則促進其纖維化表型，為靶向巨噬細胞異質性治療肺纖維化提供了新靶點。
肺纖維化作為導致肺病患者死亡的主要病因，目前尚無有效根治手段。巨噬細胞在肺組織穩態維持、損傷修復及纖維化進程中發揮核心作用，但其異質性來源（胚胎來源的組織駐留巨噬細胞TRM與外周血單核細胞來源的MDM）在肺損傷不同階段的動態變化與功能分工尚不明確。傳統研究方法如骨髓移植模型或細胞表面標記分選難以精準區分TRM與MDM，限制了對其機制的理解。為此，研究團隊在《Cell Discovery》發表論文，通過多維度技術手段揭示了巨噬細胞亞群在肺損傷修復中的演變規律及關鍵信號通路調控網絡。
關鍵技術方法
研究構建了CD68-rtTA;TetO-Cre;R26-tdT小鼠用于特異性標記TRM，以及Ms4a3-CreER;R26-tdT小鼠用于追蹤單核細胞來源的MDM。通過博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型，結合流式細胞術、免疫熒光染色、單細胞RNA測序（scRNA-seq）及RNA速率分析，解析巨噬細胞亞群的時空動態。利用R26-iDTR系統進行單核細胞剔除實驗，并通過條件性敲除Rbpj（Notch通路關鍵因子）和Ctnnb1（β-catenin編碼基因）探討信號通路功能。
研究結果
1. TRM在損傷早期顯著減少并在修復期穩定維持
通過CD68-rtTA小鼠譜系示蹤發現，博來霉素損傷后3天，肺內TRM數量銳減，尤其肺泡巨噬細胞（TR-AM）占比從穩態時的92.9%降至33.6%，而間質巨噬細胞（TR-IM）比例短暫升高。至損傷后28天，TR-AM通過局部增殖部分恢復，但TRM總數保持穩定（圖2d-h）。免疫熒光顯示損傷后期tdT+F4/80+巨噬細胞（代表MDM）大量浸潤，提示MDM是纖維化階段的主要群體。
2. MDM在纖維化階段積聚并向AM轉化
Ms4a3-CreER小鼠示蹤發現，單核細胞在損傷后快速浸潤，分化為間質巨噬細胞（Mo-IM），隨后通過過渡態Mac0細胞轉化為肺泡巨噬細胞（Mo-AM）。scRNA-seq鑒定出Mac0細胞高表達Spp1、Fn1等細胞外基質相關基因，RNA速率分析證實其位于單核細胞→IM→Mac0→AM分化路徑中（圖4i-j）。至損傷28天，近半數肺巨噬細胞為MDM，其中Mo-AM比例顯著增加。
3. 單核細胞剔除減輕肺纖維化
通過Ms4a3-CreER;R26-tdT/iDTR小鼠注射白喉毒素（DT）剔除單核細胞后，肺內MDM數量減少，纖維化標志物（PDGFRα/β、膠原蛋白I/IV）表達下降，Sirius紅染色顯示纖維化面積顯著縮小（圖5i-l），表明MDM是驅動纖維化的關鍵細胞。
4. Notch與Wnt/β-catenin信號通路拮抗調控MDM分化
單核細胞特異性敲除Rbpj（Notch通路核心因子）導致Mo-AM分化受阻，纖維化減輕；而敲除Ctnnb1（Wnt通路關鍵基因）則促進Mo-AM分化并加重纖維化（圖6-7）。scRNA-seq顯示Notch信號在Mac0與AM集群中活躍，而Wnt信號在纖維化階段主導Mo-AM表型定型。
結論與意義
本研究通過遺傳學譜系示蹤技術首次清晰描繪了肺損傷修復過程中TRM與MDM的動態演變軌跡，發現Mac0細胞是單核細胞向AM分化的關鍵過渡亞群。Notch與Wnt/β-catenin信號通路的拮抗作用精細調控了MDM的纖維化功能，為靶向巨噬細胞亞群治療肺纖維化提供了新策略。該研究不僅深化了對肺免疫微環境異質性的認知，也為開發時序特異性干預方案奠定了理論基礎。
