文献简介

研究方法

完整研究体系拆解：从人群分析到体内验证的全流程设计

一、人群关联与因果推断研究

本研究选取NHANES 2021–2023人群数据开展分析，借助多变量逻辑回归与限制性立方样条，探究血镉浓度和心血管疾病、衰弱指数之间的剂量 - 反应关系。研究引入中介效应模型，量化衰弱在镉暴露与心血管疾病关联中所占的介导比重。后续再采用两样本孟德尔随机化，将镉互作基因的eQTL设为工具变量，从遗传角度解析镉暴露和心血管疾病风险的潜在因果关系。

二、多组学转录景观解析

研究整合 4 套动脉粥样硬化组织批量转录组数据集，结合 CTD 数据库中的镉互作基因、已报道的衰弱相关基因搭建GSVA 评分体系，分析镉、衰弱相关转录特征在病变组织内的富集情况。同时整合 4 组人类动脉粥样硬化单细胞转录组数据，通过Harmony完成批次校正后统一降维聚类，绘制血管壁免疫细胞与基质细胞图谱，并依托单细胞 GSVA 评分，筛选出对镉、衰弱信号应答最显著的细胞亚群。

三、细胞亚群互作与空间定位分析

运用geneNMF算法对巨噬细胞进行精细分群，挖掘特异性基因表达模块。利用CellChat解析巨噬细胞与内皮细胞亚型的配体 - 受体互作网络，锁定核心信号通路。结合10x Visium 空间转录组数据与cell2location反卷积算法，在组织原位层面，验证目标细胞亚群的空间分布规律以及关键信号分子的表达特征。

四、靶点体内功能验证

实验构建高脂饮食联合镉暴露的衰老人源化小鼠模型，借助AAV9-ICAM2-shACKR1实现内皮细胞特异性ACKR1基因敲低。通过油红 O、HE 染色评估动脉斑块负荷；采用免疫荧光、流式细胞术检测巨噬细胞极化表型；利用DHE 染色评估组织活性氧水平；搭配生化试剂盒检测血脂指标与炎症因子水平，多维度证实ACKR1是镉与衰弱协同诱发动脉粥样硬化的核心调控靶点。

研究结果

多组学特征验证：镉与衰弱信号在动脉斑块中特异性富集

研究依托4 个独立的动脉粥样硬化转录组数据集开展验证分析，结果显示镉评分与衰弱评分在病变组织中均出现显著上调，且二者存在强正相关的表达规律。同时空间转录组数据进一步证实，两种特征信号可在动脉斑块核心区实现高度空间共定位。

单细胞深度解析：巨噬细胞是镉与衰弱信号的核心响应细胞

本研究通过单细胞整合分析，精准识别出血管组织内9 种主要细胞类型。进一步评分富集结果显示，巨噬细胞富集了最高水平的镉评分与衰弱评分，且镉、衰弱两种特征评分在巨噬细胞中的关联相关性远超其他细胞，呈现最强关联特征。

巨噬细胞精细分群：锁定响应镉损伤的关键致病亚群

本研究对巨噬细胞开展高精度细分分析，最终共鉴定出8 个巨噬细胞功能亚群（MP1–MP8）。其中MP1 亚群特异性富集趋化因子、TNF 信号通路，不仅拥有最高的镉 / 衰弱特征评分，还表现出显著的M1 促炎极化趋势，是介导损伤的核心细胞亚群。

细胞互作深度挖掘：锁定核心致病信号轴

细胞交互分析结果显示，MP1 巨噬细胞与应激内皮细胞之间的互作强度最为显著。研究明确CXCL2/3/8–ACKR1为介导二者交流的关键配体 - 受体信号轴，该信号通路的互作水平在动脉粥样硬化病变组织中显著上调。此外，空间转录组分析进一步验证，该核心信号分子在病变组织中存在原位共定位特征。

体内实验验证：靶向 ACKR1 可有效逆转动脉粥样硬化损伤

动物模型验证结果证实，内皮特异性 ACKR1 敲低可发挥显著的心血管保护作用：能够有效缩减动脉粥样硬化斑块面积，降低斑块内部活性氧累积水平，同时下调M1/M2 巨噬细胞比值、抑制各类促炎细胞因子表达。不仅如此，靶向干预还可有效优化机体血脂谱、降低收缩压，多维度改善动脉粥样硬化的病理损伤。