我想要设计关于克隆性造血促进动脉粥样硬化的机制的研究,基于现有研究已经发现的克隆性造血单向促进动脉粥...

創建於:2025年12月24日

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問題

我想要设计关于克隆性造血促进动脉粥样硬化的机制的研究,基于现有研究已经发现的克隆性造血单向促进动脉粥样硬化这一结论,以及现有对于相关机制的发现,我想进一步探讨其它通路是否存在促动脉粥样硬化的作用,并且在细胞动物实验中验证后,进一步在人群中验证

回答

非常有前景的研究方向!为了更好地帮助你规划研究设计,请补充以下信息:

  1. 你是否已经锁定了某些候选基因、突变或通路(除了TET2、DNMT3A等常见的CH相关突变)?
  2. 在动物和细胞实验中,你希望验证的具体机制是什么?是否有初步假设或靶点?
  3. 人群验证方面,你是否已有队列资源(如UK Biobank或医院患者数据),或希望了解哪些人群适合做验证?
  4. 是否关注某些特定人群(如老年人、有动脉粥样硬化家族史者)或疾病亚型?
  5. 希望研究聚焦于表观遗传学、炎症、代谢、免疫或其他特定机制?

请补充这些信息后,我将帮你制定一个详细的研究框架和策略。

問題

1.没有锁定,请检索近几年文献,是否已经有类似的发现?
2.没有初设靶点,请帮我设计
3.我希望从现在开始纳入合适的人群
4.不关注
5.暂时没有,希望依据研究现状设计

回答

好的,我将检索近几年关于克隆性造血(clonal hematopoiesis, CH)促进动脉粥样硬化的研究文献,重点关注目前已发现的相关机制和通路,是否已有研究证实除TET2/DNMT3A以外的促动脉粥样硬化机制。同时我将结合当前研究进展,帮助你设计新的潜在通路和分子靶点,并提出可行的细胞/动物实验验证方案,以及适合纳入的前瞻性人群研究设计。 我完成后会向你汇报详细结果与建议。

研究

✨ I'm digging into clonal hematopoiesis (CH) and its role in atherosclerosis. Recently, ASXL1 and JAK2 mutations have sparked interest as potential contributors.

🔍 Searched for clonal hematopoiesis atherosclerosis review

✨ I’m curious about the progression of clonal hematopoiesis, focusing on relationships with cardiovascular disease. Reviewing comprehensive reviews first, then narrowing down to JCI and inflammation insights.

🌐 Read pmc.ncbi.nlm.nih.gov

✨ I'm zeroing in on the 2020-2025 timeframe, likely covered in this recent Nature Reviews Cardiology. Progress is steady as I identify sections like "TET2".

🌐 Read more from pmc.ncbi.nlm.nih.gov

✨ I found that TET2, JAK2, SF3B1, SRSF2, TP53, and PPM1D heavily connect to atherosclerotic events, while DNMT3A's link is weaker.

🌐 Read more from pmc.ncbi.nlm.nih.gov

✨ OK, let me see. JAK2, TP53, PPM1D, SF3B1, and SRSF2 have shown potential in recent studies, though direct evidence linking them to atherosclerosis is still sparse.

🌐 Read more from pmc.ncbi.nlm.nih.gov

✨ I'm analyzing the "JCI Clonal hematopoiesis and atherosclerosis" article to determine if it's a review or editorial, as it wasn't explicitly mentioned in the provided piece.

🌐 Read jci.org

✨ I’m examining the relationship between clonal hematopoiesis (CH) and atherosclerosis, focusing on TET2 LOF's role in IL-1β production and its implications for CH progression.

🌐 Read more from jci.org

✨ The JCI article discusses media splicing but lacks detailed information on their specific mechanisms.

🌐 Read more from jci.org

✨ I’m discovering the potential roles of oncogenic and DNA repair mutations in atherosclerosis, examining how they might activate inflammasomes and alter macrophage dynamics. Progress is steady and insightful.

🌐 Read pmc.ncbi.nlm.nih.gov

✨ I'm piecing together details from reference 57, which seems to involve Fidler TP and AIM2 inflammasome in atherosclerosis, likely published in 2022 or 2023.

🔍 Searched for Fidler AIM2 inflammasome atherosclerosis 2023

✨ I’m noting that increased proliferation and glycolytic metabolism in JAK2 VF macrophages lead to DNA replication stress, triggering activation of AIM2 inflammasome, which senses cytosolic DNA. This could influence IL-1 production or pyroptosis, potentially contributing to a necrotic core and unstable plaque.

🌐 Read chi.scholasticahq.com

✨ I'm piecing together how TET2 mutations disrupt AMPK, sparking insulin resistance and metabolic imbalance. This ties into trained immunity, which leads to chronic inflammation and Holoclone Heterozygosity (CH).

🌐 Read more from chi.scholasticahq.com

✨ Considering a scroll in progression.

🌐 Read more from chi.scholasticahq.com

Research completed in 8m

回答

克隆性造血与动脉粥样硬化:研究进展与研究方案

引言

克隆性造血(clonal hematopoiesis, CH)是指血液干细胞获得体细胞突变后发生的克隆性扩增现象。特别是当突变发生在白血病相关基因且突变克隆频率≥2%、无血液病时,被定义为不定性克隆性造血(CHIP) (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) 。CHIP在>70岁人群中发生率可达10–20% (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) 。尽管CHIP最初被视为血液肿瘤的前兆,但大量人群研究显示,其主要危害来自心血管疾病(CVD)等非肿瘤疾病 (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) 。尤其是动脉粥样硬化性心血管疾病与CHIP密切相关:携带CH突变的人群发生冠心病、心肌梗死等事件的风险显著增加 (Clonal hematopoiesis at the crossroads of Inflammaging and cardiovascular disease: Mechanistic insights and translational horizons | Published in Clinical Hematology International) 。动物实验也提示CH可加速动脉粥样硬化进程 (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) 。CH被认为是连接衰老与动脉粥样硬化的重要桥梁之一,其机制研究和干预潜力正成为心血管领域的热点 (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) 。

本文在回顾近5年研究进展的基础上,重点讨论:(1) 除了经典的TET2、DNMT3A突变之外,是否存在其它CH相关突变或信号途径能够促进动脉粥样硬化;(2) CH促进动粥的已知作用机制(如炎症、免疫、代谢、内皮功能等)及其验证程度;(3) 尚未被深入研究的潜在机制及未来研究假设。最后,我们将提出细胞/动物实验方案前瞻性人群研究设计,用于验证新的潜在致粥通路和靶点。

文献回顾

CH相关突变与动脉粥样硬化风险

大量群体研究和测序分析表明,CH的存在是动脉粥样硬化及其临床事件的独立危险因素 (Clonal hematopoiesis at the crossroads of Inflammaging and cardiovascular disease: Mechanistic insights and translational horizons | Published in Clinical Hematology International) (Clonal hematopoiesis at the crossroads of Inflammaging and cardiovascular disease: Mechanistic insights and translational horizons | Published in Clinical Hematology International) 。2017年Jaiswal等的大规模分析首先发现,相较无CH者,有CH突变的人群冠心病发生风险增加约1.9倍,心肌梗死风险增加约4倍 (Clonal hematopoiesis at the crossroads of Inflammaging and cardiovascular disease: Mechanistic insights and translational horizons | Published in Clinical Hematology International) 。随后多个队列研究(如TOPMed、UK Biobank等)重复了这一关联,并确认某些基因的CH突变风险更高 (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) (Clonal hematopoiesis at the crossroads of Inflammaging and cardiovascular disease: Mechanistic insights and translational horizons | Published in Clinical Hematology International) 。总体而言,DNMT3A、TET2、ASXL1、JAK2是CH中最常见的驱动基因(占>75%) (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) 。其中DNMT3A和TET2突变频率最高,但不同基因的心血管风险影响存在显著异质性 (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) 。具体研究发现:

总的来说,除DNMT3A、TET2外,多种CH相关突变(JAK2、ASXL1、TP53、PPM1D、SF3B1、SRSF2等)均可能促发或加重动脉粥样硬化, 只是各自机制有所不同 (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) 。DNMT3A虽然最常见,但其促动脉粥样硬化效应相对温和且存在争议 (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) ;相反,TET2、JAK2等突变的效应更为显著,值得重点关注 (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) 。

促动脉粥样硬化的机制通路

CH促进动脉粥样硬化的机制主要围绕免疫炎症反应的失调,但不同基因可能涉及不同通路(图1)。下文总结几个已知的关键机制及其研究验证情况:

1. 炎症介导的动脉壁损伤

慢性无菌性炎症被认为是CH促动脉硬化的核心机制之一。CH克隆往往驱动髓系造血,产生大量表型异常的单核-巨噬细胞,它们具有促炎倾向,在血中和动脉壁内分泌过量的炎症介质 (Clonal hematopoiesis at the crossroads of Inflammaging and cardiovascular disease: Mechanistic insights and translational horizons | Published in Clinical Hematology International) (Clonal hematopoiesis at the crossroads of Inflammaging and cardiovascular disease: Mechanistic insights and translational horizons | Published in Clinical Hematology International) 。研究发现最常见的CH突变(TET2、DNMT3A)均通过炎症小体-白介素通路加剧动脉病变:

2. 单核-巨噬细胞功能失调

巨噬细胞是动脉粥样硬化斑块的主要效应细胞,CH造成的巨噬细胞数量和功能异常是致病关键。与正常巨噬细胞相比,CH克隆衍生的单核-巨噬细胞表现出多方面的异常

3. 代谢与全身性影响

除了对免疫细胞的直接作用,CH还能通过全身代谢环境的改变来影响动脉粥样硬化进程。这方面的研究刚起步,但已有一些有趣发现:

4. 斑块易损性和并发症

CH不仅促进斑块形成,还会增加斑块的不稳定性,从而升高临床事件风险。原因包括:

综上,CH通过炎症驱动-免疫失调-代谢紊乱等多重通路,促使粥样硬化更快发生、更严重发展,并使斑块更不稳定,最终导致更多心血管不良事件。以上关键机制大多已在动物模型和部分临床指标中得到验证,尤其是炎症途径的证据最为充分(如TET2-CH → IL-1β/IL-6 → 冠心病的因果链) (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) (Clonal haematopoiesis in cardiovascular disease: prognostic role and novel therapeutic target - PMC) 。一些新机制(如AIM2、吞噬受体、铁死亡等)是近年才提出的,有待进一步系统研究来确认其相对贡献和可操作性。

尚未深入研究的潜在机制

尽管已有相当多研究聚焦CH促动脉粥样硬化的炎症机制,但仍存在若干潜在途径尚未被充分探索,值得作为下一步研究假设:

  • 剪接体突变的作用机制:如前述,SRSF2、SF3B1等剪接因子突变与动脉硬化风险相关,但目前缺乏对其功能影响的认识。这类突变可能导致免疫细胞关键基因的剪接异常。例如,可能影响巨噬细胞受体或趋化因子的mRNA剪接,进而改变这些细胞对脂质或凋亡细胞的处理能力。这一假说需要通过细胞和动物模型验证,例如观察剪接突变是否造成巨噬细胞产生异常炎症因子变体或受体截短,从而影响斑块发展。

  • DNA损伤修复突变的其他效应:TP53/PPM1D等DDR基因突变已知赋予克隆增殖优势,但其在斑块微环境中的特殊行为值得深究。例如,这些突变巨噬细胞是否对氧化应激和营养匮乏表现出异常耐受,从而在斑块内累积?是否影响巨噬细胞与平滑肌细胞、成纤维细胞的相互作用?深入解析这些方面有助于找到抑制克隆细胞在斑块中扩张的策略(如靶向p53-EZH2通路 (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) )。

  • 适应性免疫的参与:CH主要影响髓系细胞,但突变也存在于来源于同一HSC的淋巴细胞中。一些CH突变可能改变T细胞或B细胞功能。例如TET2对调节性T细胞分化有调控作用,其突变可能削弱外周耐受,促进自身免疫样炎症反应,这在粥样硬化中是否发生尚未有研究。未来可检测CH人群的T细胞表型和抗原反应,看是否存在克隆性免疫失衡(如自身反应性T细胞增多)对斑块的影响。

  • 干细胞微环境与动脉粥样硬化的双向关系:虽然有模型提示动脉粥样硬化的炎症环境可加速CH克隆扩增 (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) ,但另一些研究未能证实这一点 (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) 。需要进一步的动物实验(例如高脂饮食、慢性炎症条件下CH克隆动力学观察)来明确斑块本身对骨髓克隆演进的反作用。如果确有“恶性循环”,打断这种循环(如抗炎治疗既抑制斑块又抑制CH扩增)将成为理想策略。

  • 其他信号和靶点:基因组和表观遗传研究可能发现新的途径。例如近期GWAS提示端粒长度相关基因(TERT)与CH和粥样硬化均有关联,暗示端粒生物学可能参与其中 (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) 。又如发现TCL1A基因的多态性可影响CH克隆扩增速率 (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) 。这些提示我们可探索干预克隆增殖本身作为减少粥样硬化风险的新思路。此外,一些炎症介质(如IL-18、MMPs等)在CH背景下的作用尚未充分验证,可能作为下游靶点。对细胞死亡形式(焦亡、铁死亡)的抑制是否能改善CH相关斑块,也值得研究。

综上,多条潜在通路尚未被深入研究。结合已有线索,下一步研究可针对上述假设机制进行验证,从而挖掘新的干预分子靶点(如AIM2、TREM2/MERTK、EZH2、端粒/DDR通路等),为CH相关动脉硬化的精准治疗提供依据。

实验与研究方案建议

细胞和动物实验方案

针对上述潜在机制,我们提出以下细胞与动物实验设计,用于验证一个新假设通路的致粥作用及干预可行性。假设:ASXL1驱动的CH通过激活AIM2炎症小体促进动脉粥样硬化,我们计划在小鼠模型中验证该通路,并测试靶向AIM2的干预效果。

实验设计概述

  • 模型构建:采用骨髓移植方式建立含有少量Asxl1突变克隆的动脉粥样硬化鼠模型。【方法】利用Asxl1基因敲除(或携带功能缺失突变)的供体小鼠骨髓细胞,与野生型骨髓细胞按一定比例(如30%突变+70%野生)混合后,移植入放疗后的ApoE^-/-^受体小鼠。【预期】形成Asxl1-CH的嵌合造血系统,以模拟人类CH(突变克隆VAF约30%)。对照组移植等比例的野生型骨髓。

  • 促粥处理:所有小鼠于骨髓重建后给予高脂饲料喂养,例如持续20周,以促发动脉粥样硬化斑块。实验组和对照组均保证在相同环境和饮食条件下饲养。

  • 监测与评估:定期监测小鼠外周血Asxl1突变克隆比例,确认CH克隆的稳定存在。实验结束时,评估动脉粥样硬化程度和相关指标:

    • 测量主动脉树粥样硬化斑块面积(油红O染色定量)和冠状动脉病变(病理评分)。
    • 组织学分析斑块组成,包括巨噬细胞含量(MAC-3免疫染色)、坏死核心面积、纤维帽厚度(胶原染色)。
    • 采用免疫荧光或Western检测斑块内AIM2炎症小体及下游产物(AIM2蛋白、活化的Caspase-1、IL-1β、IL-18)的表达水平,比较突变组与对照组差异。
  • 机制验证:为验证AIM2通路在Asxl1-CH促病变中的作用,可设计两组干预实验:

    1. 基因干预:在上述模型中加入AIM2基因缺陷。即使用AIM2^-/-^的ApoE^-/-^鼠作为受体,同样移植Asxl1突变骨髓。若AIM2是关键通路,则AIM2缺失应减轻Asxl1-CH对斑块的促发作用。
    2. 药物干预:在Asxl1-CH ApoE^-/-^模型鼠中,给予AIM2小分子抑制剂抗IL-1β中和抗体治疗(对照给予载体)。治疗从饲喂高脂开始至实验结束。观察抗炎干预是否能够降低斑块负担或改善斑块组成。
  • 体外实验(辅助):分离骨髓来源巨噬细胞(BMDM)进行平行的机制探究。在野生型和Asxl1突变小鼠中获取BMDM,给予LPS + 干扰DNA刺激(AIM2激动模型),检测两者炎症因子(IL-1β、IL-18)产生差异,以及细胞焦亡(PI染色、Gasdermin D裂解)程度。如果Asxl1突变巨噬细胞在刺激下表现出更高的AIM2激活和细胞死亡,则支持体内发现。

预期结果:若假设成立,携带Asxl1突变的CH小鼠将出现更大的动脉斑块及更不稳定的斑块特征,并伴随斑块组织中AIM2炎症小体显著激活,而对照组没有此变化。AIM2基因敲除或药物阻断将减弱这种促粥效应,表现为斑块面积减少、炎症标志下降。这将证明ASXL1-CH通过AIM2途径促进动脉粥样硬化,并且AIM2/IL-1β可作为潜在干预靶点。

创新性:目前尚无文献直接证明ASXL1突变可加速粥样硬化,有报道提示其激活AIM2通路但未观察到斑块增加 (JCI -Clonal hematopoiesis and atherosclerosis) 。本实验通过延长饲养时间和引入干预,将系统评估ASXL1-CH的促粥作用及其与AIM2的因果关系,填补机制空白。如果成功,将拓展我们对非TET2/DNMT3A类CH促病机制的认识,并为AIM2炎症小体作为动脉粥样硬化治疗靶点提供依据。

(可选补充实验):除上述方案外,还可针对“吞噬受体缺失致斑块不稳定”机制设计实验。例如,在TET2-CH模型的ApoE^-/-^小鼠中,使用不能剪切的Mertk突变等手段评估斑块稳定性的改善 (JCI -Inflammatory crosstalk impairs phagocytic receptors and aggravates atherosclerosis in clonal hematopoiesis in mice) 。由于近期JAK2-CH模型已显示MERTK/TREM2轴的重要性 (JCI -Inflammatory crosstalk impairs phagocytic receptors and aggravates atherosclerosis in clonal hematopoiesis in mice) ,在TET2或DNMT3A-CH背景下进行类似验证将确认此机制的普适性,并探索促进凋亡清除是否能成为改善CH相关粥样硬化的一般策略。

前瞻性人群研究设计

为了将上述机制验证于真实世界,我们建议开展一个前瞻性队列研究,在一般人群中考察CH与动脉粥样硬化进展及相关生物标志的关系。该研究旨在验证CH促动脉硬化的因果关联及中介机制,为临床干预奠定基础。设计要点如下:

通过以上设计的细胞/动物和人群研究,将能全面验证新提出的CH促动脉粥样硬化通路及其临床相关性,推动从机制研究走向转化应用,为日后制定针对CH人群的防治策略提供科学依据。

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