【Adv. Sci.】山大齐鲁研究发现病理性心脏重塑治疗靶点

近日，山东大学齐鲁医院张澄、张猛和孔静共同通讯在《Advanced Science》上发表题为“NKRF in Cardiac Fibroblasts Protects against Cardiac Remodeling Post-Myocardial Infarction via Human Antigen R”的研究论文，通过建立CF特异性NKRF敲除（NKRF-CKO）小鼠模型，研究NKRF在心肌梗死后心脏重塑和功能障碍中的机制。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202303283

研究背景

心脏重塑是几乎所有导致心功能不全和心力衰竭发病率和死亡率增加的心血管疾病的共同病理结果。心肌梗塞（MI）引起的缺血性心脏病和心力衰竭仍然是全世界死亡的主要原因。心肌梗死后瘢痕形成在预防早期心室破裂和晚期泵血功能方面起着重要作用。细胞外基质（ECM）作为机械支架，在生理条件下传递信号，并在病理条件下参与瘢痕形成、心脏重塑和心脏功能维持。ECM稳态通过胶原蛋白分泌与基质金属蛋白酶（MMP）和MMP组织抑制剂（TIMP）的活化之间的平衡变化来维持。心脏成纤维细胞（CFs）是所有心脏细胞类型中最丰富的，在调节ECM中起着重要作用。

心肌梗死后的心脏修复是一系列精心策划的复杂事件，大致可分为早期炎症/坏死阶段和晚期纤维化/增殖阶段。许多炎症细胞（包括中性粒细胞和巨噬细胞）在早期炎症/坏死期释放许多炎症因子，并激活和分泌MMP以消化和清除受损细胞和ECM组织。释放的MMP通过破坏ECM中的胶原纤维和支柱来影响ECM的稳态。许多CF迁移到梗死区，分化成肌成纤维细胞，并在纤维化/增殖后期分泌大量原胶原以促进瘢痕形成和梗死修复。在炎症/坏死早期适当和及时地限制炎症程度和持续时间是纤维化/增殖后期伤口愈合质量的决定因素。以前的大多数研究仅关注早期炎症/坏死阶段的巨噬细胞和心肌细胞（CMs）或CFs对晚期纤维化/增殖期MI后心脏重塑的影响。需要更多的研究来了解炎症如何影响心肌梗死后的心脏功能，方法是探索CF衍生ECM重塑的分子决定因素。

研究进展

Transwell侵袭系统的聚碳酸酯膜的上部隔室涂有一层基质胶，以模拟体外的ECM。这种 ECM 模拟需要CF 分泌MMP以降解ECM并促进它们迁移到下隔室（图 3A）。TNF-α显著增加了CF对下隔室的侵袭，但NKRF过表达抑制了这种作用（图3B）。同样，伤口愈合测定显示，TNF-α随着时间的推移显著增强了CF迁移，并且NKRF过表达抑制了这种增加（图3C）。

NKRF通过下调MMP2和MMP9表达来抑制CF迁移和侵袭

增加的MMP2和MMP9表达促进CF迁移增加。体内MMP9和MMP2的灭活可预防小鼠心肌梗死后心脏破裂，缓解胶原蛋白积累、左心室扩张和心功能不全。实时聚合酶链反应（RT-PCR）显示，TNF-α诱导后NKRF mRNA水平显著降低（图3D）。TNF-α诱导后MMP2和MMP9的mRNA水平显著升高，NKRF过表达显著抑制了这种作用（图3E，F）。蛋白质水平的变化与mRNA水平的变化一致（图3G）。明胶凝胶内酶谱显示TNF-α显著增加了MMP2和MMP9的活性，但NKRF显著抑制了这种增加（图3H）。此外，构建了NKRF的8个小干扰RNA（siRNA）用于反向敲低验证;第三个siRNA在CFs中表现出最高的敲低效率。敲低实验中TNF-α诱导的NKRF mRNA水平的降低与过表达测定中观察到的一致。在mRNA水平的NKRF敲低后，TNF-α诱导的MMP9和MMP8水平升高进一步增强（。蛋白质水平的变化与mRNA水平的变化一致。NKRF敲低显著放大了TNF-α诱导的MMP9和MMP8活性的增加。综上所述，NKRF过表达通过下调MMP9和MMP<>表达和活性来抑制CF的迁移和侵袭。这表明NKRF在病理性心脏重塑背景下调节ECM重塑和CF行为的潜在作用。

研究影响

NKRF可作为CF的转录沉默剂，并防止心肌梗死后的心脏重塑。在机制上，NKRF通过以NF-κB依赖性方式与HuR启动子内的NRE结合来抑制HuR的转录，从而抑制Mmp2和Mmp9 mRNA的稳定性。我们的研究结果表明，心肌梗死后患者的早期NKRF靶向是防止晚期心脏重塑的有效策略。这些发现为心肌梗死后心脏重塑的治疗提供了新的见解。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202303283

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。