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首都醫科大學附屬北京友誼醫院 黃榕翀 徐鳴悅
編者按：歐洲心臟病學學會年會（ESC）是心血管領域世界級的重要會議之一，於8月27日～30日在線上舉行，首都醫科大學附屬北京友誼醫院黃榕翀教授團隊共有2項研究在大會交流，本刊特邀研究團隊詳細解讀。
心肌梗死是一個從動脈粥樣硬化到心力衰竭的連續過程，炎症免疫反應參與了從初始到終末期的整個過程。我們之前的研究證實了梗死後血清肌腱蛋白C（TN-C）上調對主要心血管不良事件（MACE）的發生有很好的預測價值。梗死後炎症反應、焦亡和心肌損傷是影響心肌修復和預後的關鍵因素，NLRP3/caspase-1軸在焦亡機制中至關重要。我們通過對GEPIA數據庫檢索發現心臟組織中TN-C與NLRP3呈正相關(r=0.52, p<0.05)，但TN-C能否參與梗死後心肌焦亡目前尚不明確，因此我們探究了TN-C與NLRP3及焦亡的關係及機制。
本研究進行了體內體外平行實驗。體內研究構建24隻TN-C基因敲除和74隻C57BL/6J 野生型(WT)小鼠模型，分為WT假手術組(WT sham, n=32)、WT心肌梗死組 (WT MI, n=42)、TNKO sham (n=12)、TNKO MI (n=12)；體外研究應用小干擾RNA敲低心肌細胞中TN-C基因、過氧化氫干預模擬體內微環境。通過Elisa、免疫染色、qPCR、CCK8、流式細胞術、western blot、超聲心動圖、TUNEL染色等技術進行相關實驗研究。
本研究發現，心肌梗死後TN-C表達升高，且在梗死後第5天達到峰值（圖1）。TN-C缺失可改善心臟功能惡化程度（EF, FS, LVIDd, LVIDs）和減少心肌細胞死亡（圖2）。體內、體外實驗均證實，造模後焦亡相關細胞因子caspase-1、cleaved caspase-1、NLRP3、ASC、IL-18、IL-1β水平均上調，但敲除TN-C可抑制上述因子激活、減少心肌焦亡、改善心臟功能，抑制下游炎症因子IL-6、TNF-α、MCP-1的表達（圖3、4、5、6）。
圖1. TN-C在MI後高表達，第5天達到峰值
(A) (B) WT sham組和WT MI組小鼠心肌組織TN-C水平。(C)心肌梗死後第1、5、10、14、29天WT小鼠心臟TN-C蛋白表達及定量。(D)心肌梗死後第1、3、5、7、10、14、29天C57BL/6J 小鼠sham和MI組血漿TN-C水平。
圖2.TN-C缺乏減輕梗死後焦亡並改善心臟功能
(A)心肌梗死後第5天超聲心動圖測量WT Sham、TNKO Sham、WT MI、TNKO MI四組小鼠射血分數（EF）、短軸縮短率（FS）、左室舒張末期內徑（LVIDd）、左室收縮末期內徑（LVIDs）。(B) WTMI和TNKO MI小鼠心肌壞死細胞TUNEL染色。(C) (D) 四組小鼠組心肌組織中caspase-1, cleaved caspase-1表達。
圖3. TN-C缺失降低心肌梗死後焦亡相關炎性小體的表達
(A) GEPIA數據庫中TN-C與心臟NLRP3的相關性。(B) (C) WT sham、TNKO sham、WT MI和TNKO MI組心肌組織中NLRP3、IL-18和IL-1β的表達。(D)四組小鼠心肌組織中NLRP3、ASC、IL-18和IL-1β的表達。
圖4. 內源性TN-C敲低通過NLRP3/caspase-1減輕h2o2誘導的細胞死亡
(A)轉染si-NC或si-TNC的心肌細胞中TN-C蛋白表達情況。(B)不同濃度H2O2(0、25、100、150、300、500 μM)處理24 h後超氧化物歧化酶2(SOD2)的表達。(C)150 μM H2O2作用24h後細胞活性氧(ROS)表達。(D)流式細胞術分析si-NC或si-TNC轉染心肌細胞在150 μM H2O2作用24h後的細胞凋亡情況。(E) 上述處理細胞中NLRP3、cleaved caspase-1、ASC、IL-18、IL-1β的表達。
圖5. TN-C缺乏通過TLR4/p-NF-κB抑制細胞焦亡
(A)分別干預Si-TNC、H2O2 (150 Μm, 24h)轉染和NLRP3激活物(nigericin)，心肌細胞活力的測定。(B) Si-TNC和nigericin干預後，細胞中Caspase-1, cleaved Caspase-1, IL-18和IL-1β的蛋白水平。(C) Si-TNC和H2O2干預後細胞中TLR4和p-NF-κB p65表達。
圖6. TN-C缺乏在體內和體外抑制炎症因子表達
(A) (B)心肌梗死後第5天WT sham組、TNKO Sham組、WT MI組和TNKO MI組小鼠心肌組織中IL-6、TNF-α和MCP-1的變化。(C)心肌梗死後第5天心肌組織中IL-6、TNF-α和MCP-1的免疫組化和定量表達。(D) (E) H2O2（150 μM 24h）和si-TNC干預心肌細胞後，IL-6、TNF-α和MCP-1在基因和蛋白水平表達。
本研究首次證明了心肌梗死所致的TN-C上調與caspase-1依賴性細胞焦亡之間的直接聯繫，且這一過程部分由TLR4/NF-kB/NLRP3和IL-18、IL-1β信號通路介導。這些發現為TN-C在心肌梗死後心肌焦亡和炎症中的作用提供了新的見解，並且本研究成果被2021年ESC會議接收進行壁報展示。
專家簡介
黃榕翀教授
主任醫師、博士生導師,主要從事冠心病基礎與臨床研究、醫患共同決策心血管病臨床研究。
首都醫科大學附屬北京友誼醫院心血管中心副主任兼心內科副主任。
美國心臟病學會會士（FACC）、歐洲心臟病學會會士（FESC）、國際醫患共同決策委員會委員、中華預防醫學會慢病預防與控制分會委員、中華中醫藥學會介入心臟病學會常委、中華醫學會心血管病分會介入心臟病學組委員、中華醫學會心血管病分會組織修復與再生學會心臟再生分會委員、中國醫師協會心血管病分會指南學組委員等
（來源：《國際循環》編輯部）
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