首都医科大学附属北京友谊医院 黄榕翀 徐鸣悦
编者按：欧洲心脏病学学会年会（ESC）是心血管领域世界级的重要会议之一，于8月27日～30日在线上举行，首都医科大学附属北京友谊医院黄榕翀教授团队共有3项研究在大会交流，本刊特邀研究团队详细解读。
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心肌梗死是一个从动脉粥样硬化到心力衰竭的连续过程，炎症免疫反应参与了从初始到终末期的整个过程。我们之前的研究证实了梗死后血清肌腱蛋白C（TN-C）上调对主要心血管不良事件（MACE）的发生有很好的预测价值。梗死后炎症反应、焦亡和心肌损伤是影响心肌修复和预后的关键因素，NLRP3/caspase-1轴在焦亡机制中至关重要。我们通过对GEPIA数据库检索发现心脏组织中TN-C与NLRP3呈正相关(r=0.52， p<0.05)，但TN-C能否参与梗死后心肌焦亡目前尚不明确，因此我们探究了TN-C与NLRP3及焦亡的关系及机制。
本研究进行了体内体外平行实验。体内研究构建24只TN-C基因敲除和74只C57BL/6J 野生型(WT)小鼠模型，分为WT假手术组(WT sham， n=32)、WT心肌梗死组 (WT MI， n=42)、TNKO sham (n=12)、TNKO MI (n=12)；体外研究应用小干扰RNA敲低心肌细胞中TN-C基因、过氧化氢干预模拟体内微环境。通过Elisa、免疫染色、qPCR、CCK8、流式细胞术、western blot、超声心动图、TUNEL染色等技术进行相关实验研究。
本研究发现，心肌梗死后TN-C表达升高，且在梗死后第5天达到峰值（图1）。TN-C缺失可改善心脏功能恶化程度（EF， FS， LVIDd， LVIDs）和减少心肌细胞死亡（图2）。体内、体外实验均证实，造模后焦亡相关细胞因子caspase-1、cleaved caspase-1、NLRP3、ASC、IL-18、IL-1β水平均上调，但敲除TN-C可抑制上述因子激活、减少心肌焦亡、改善心脏功能，抑制下游炎症因子IL-6、TNF-α、MCP-1的表达（图3、4、5、6）。
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图1. TN-C在MI后高表达，第5天达到峰值
(A) (B) WT sham组和WT MI组小鼠心肌组织TN-C水平。(C)心肌梗死后第1、5、10、14、29天WT小鼠心脏TN-C蛋白表达及定量。(D)心肌梗死后第1、3、5、7、10、14、29天C57BL/6J 小鼠sham和MI组血浆TN-C水平。
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图2.TN-C缺乏减轻梗死后焦亡并改善心脏功能
(A)心肌梗死后第5天超声心动图测量WT Sham、TNKO Sham、WT MI、TNKO MI四组小鼠射血分数（EF）、短轴缩短率（FS）、左室舒张末期内径（LVIDd）、左室收缩末期内径（LVIDs）。(B) WTMI和TNKO MI小鼠心肌坏死细胞TUNEL染色。(C) (D) 四组小鼠组心肌组织中caspase-1， cleaved caspase-1表达。
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图3. TN-C缺失降低心肌梗死后焦亡相关炎性小体的表达
(A) GEPIA数据库中TN-C与心脏NLRP3的相关性。(B) (C) WT sham、TNKO sham、WT MI和TNKO MI组心肌组织中NLRP3、IL-18和IL-1β的表达。(D)四组小鼠心肌组织中NLRP3、ASC、IL-18和IL-1β的表达。
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图4. 内源性TN-C敲低通过NLRP3/caspase-1减轻h2o2诱导的细胞死亡
(A)转染si-NC或si-TNC的心肌细胞中TN-C蛋白表达情况。(B)不同浓度H2O2(0、25、100、150、300、500 μM)处理24 h后超氧化物歧化酶2(SOD2)的表达。(C)150 μM H2O2作用24h后细胞活性氧(ROS)表达。(D)流式细胞术分析si-NC或si-TNC转染心肌细胞在150 μM H2O2作用24h后的细胞凋亡情况。(E) 上述处理细胞中NLRP3、cleaved caspase-1、ASC、IL-18、IL-1β的表达。
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图5. TN-C缺乏通过TLR4/p-NF-κB抑制细胞焦亡
(A)分别干预Si-TNC、H2O2 (150 Μm， 24h)转染和NLRP3激活物(nigericin)，心肌细胞活力的测定。(B) Si-TNC和nigericin干预后，细胞中Caspase-1， cleaved Caspase-1， IL-18和IL-1β的蛋白水平。(C) Si-TNC和H2O2干预后细胞中TLR4和p-NF-κB p65表达。
图6. TN-C缺乏在体内和体外抑制炎症因子表达
(A) (B)心肌梗死后第5天WT sham组、TNKO Sham组、WT MI组和TNKO MI组小鼠心肌组织中IL-6、TNF-α和MCP-1的变化。(C)心肌梗死后第5天心肌组织中IL-6、TNF-α和MCP-1的免疫组化和定量表达。(D) (E) H2O2（150 μM 24h）和si-TNC干预心肌细胞后，IL-6、TNF-α和MCP-1在基因和蛋白水平表达。
本研究首次证明了心肌梗死所致的TN-C上调与caspase-1依赖性细胞焦亡之间的直接联系，且这一过程部分由TLR4/NF-kB/NLRP3和IL-18、IL-1β信号通路介导。这些发现为TN-C在心肌梗死后心肌焦亡和炎症中的作用提供了新的见解，并且本研究成果被2021年ESC会议接收进行壁报展示。
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专家简介
黄榕翀教授
主任医师、博士生导师，主要从事冠心病基础与临床研究、医患共同决策心血管病临床研究。首都医科大学附属北京友谊医院心血管中心副主任兼心内科副主任。
美国心脏病学会会士（FACC）、欧洲心脏病学会会士（FESC）、国际医患共同决策委员会委员、中华预防医学会慢病预防与控制分会委员、中华中医药学会介入心脏病学会常委、中华医学会心血管病分会介入心脏病学组委员、中华医学会心血管病分会组织修复与再生学会心脏再生分会委员、中国医师协会心血管病分会指南学组委员等