心衰中坏死样细胞死亡模式：病因影响及 RIP3 抑制的作用探究

研究针对心衰细胞死亡受病因影响问题，探究坏死性凋亡和焦亡，发现 RIP3 抑制或可保护心脏。

　　在当今社会，心脏疾病就像一颗 “定时炸弹”，严重威胁着人类的健康和生命。心力衰竭（HF）作为心脏疾病的严重阶段，更是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因之一。目前，针对 HF 的治疗虽然能在一定程度上改善患者的心脏功能和生存状况，但该综合征的患病率仍在不断上升，给个人和医疗系统带来了沉重的经济负担。而且，部分患者的治疗效果和预后很差，生命在短短几年内就会消逝。

在这种严峻的形势下，科学家们发现坏死样细胞死亡，如坏死性凋亡（necroptosis）和焦亡（pyroptosis），在心肌缺血 / 再灌注损伤以及各种病因导致的衰竭心脏中发挥着重要作用。这两种细胞死亡模式不仅会导致心肌细胞的大量损失，还会引发炎症反应，进一步加重心脏的损伤。因此，深入了解它们在 HF 中的作用机制，对于开发新的治疗方法至关重要。

为了揭开这个谜团，来自捷克科学院、斯洛伐克科梅纽斯大学等多个研究机构的研究人员开展了一项综合性研究。他们以大鼠为实验对象，分别构建了心肌梗死（MI）和压力过载诱导的 HF 模型，深入探究坏死性凋亡和焦亡在不同病因导致的 HF 中的发生情况，以及 RIP3 抑制剂（GSK'872）对这些过程的影响。此外，研究人员还对 HF 患者的血清样本进行了检测，以评估相关研究结果的临床意义。该研究成果发表在《Basic Research in Cardiology》上。

研究人员在研究中运用了多种关键技术方法。在动物模型构建方面，通过左前降支（LAD）结扎诱导大鼠 MI，通过腹主动脉缩窄（AAC）或转基因（mRen - 2）27 大鼠（TGR）模型诱导压力过载。利用超声心动图评估心脏的几何结构和功能；采用免疫印迹技术检测蛋白质表达水平；运用 TUNEL 法检测细胞死亡情况；通过 ELISA 测定循环中 HMGB1 的水平；借助 miRCURY LNA miRNA PCR Assay 和 RT - qPCR 分析 miRNA 的表达变化。

下面来看看具体的研究结果：

• 不同病因导致的衰竭心脏的功能和分子分析：
  • 心脏功能和心肌重塑：在所有的 HF 动物模型中，超声心动图检查显示左心室（LV）收缩功能和重塑恶化，表现为射血分数（EF）和缩短分数（FS）显著降低。在 LAD 和 TGR 动物中，左心室舒张末期内径（LVDd）显著增加，表明左心室扩张；而在 AAC 模型中，左心室后壁厚度（PWTd）增加，提示心脏肥大1。
  • 细胞死亡的分子信号通路：在 MI 后的心脏中，非经典坏死性凋亡起始因子 TRIF 的蛋白表达在梗死组织中显著上调，RIP3 和 MLKL 的总蛋白及磷酸化形式的水平也显著升高，同时焦亡起始因子 NLRP3 的蛋白表达增加，caspase - 1 和 IL - 1β 的前体及裂解形式的蛋白表达也显著升高，这些结果表明坏死性凋亡和焦亡均参与了 MI 后的心脏损伤。在压力过载诱导的 HF 模型（AAC 和 TGR）中，RIP3 和 MLKL 的表达显著升高，提示坏死性凋亡的激活，但焦亡相关蛋白的表达变化不明显，说明焦亡在这些模型中可能不发挥主要作用234。
  
  
• RIP3 抑制对 MI 后 HF 的影响：
  • 心脏功能和心肌重塑：RIP3 抑制在 MI 后 HF 中对超声心动图参数无显著影响，表明短期治疗不太可能影响心脏功能或心脏重塑。同时，纤维化标记物和促进成纤维细胞产生和重塑细胞外基质的信号也未发生显著变化或有下降趋势5。
  • 坏死性凋亡和焦亡信号：RIP3 抑制显著降低了梗死区域中 pThr²³¹/Ser²³² - RIP3 和 pSer³⁴⁵ - MLKL 的蛋白表达，减少了 MLKL 寡聚体的形成，有效减轻了坏死性凋亡，但对焦亡信号的影响不显著，仅降低了梗死区域中裂解的 IL - 1β 水平6。
  • 替代 RIP3 靶点：RIP3 抑制降低了梗死组织中 pThr286 - CaMKIIδ 的表达，减少了磷酸甘油酸变位酶 5（PGAM5）的水平，但对其他与线粒体损伤相关的蛋白如环孢菌素 D（CypD）、pSer⁶³⁷ - Drp1 等无显著影响7。
  • NF - κB 信号通路：RIP3 抑制未影响梗死区域中总 NF - κB 和 pSer⁵³⁶ - NFκB 的水平，但降低了环氧化酶 - 2（COX2）和 IL - 1β 的表达，对肿瘤坏死因子（TNF）的 17 - kDa 片段水平影响不明显8。
  • TLRs 和 HMGB1：梗死组织中 TLR2、TLR3、TLR4 和 MyD88 的水平显著升高，RIP3 抑制倾向于降低其中一些受体的表达。HMGB1 作为潜在的 TLR 配体，在梗死区域中总水平升高，RIP3 抑制对其组织水平无显著影响，但倾向于上调非梗死区域中具有组织修复作用的 frHMGB1 形式9。
  • 循环中 HMGB1 水平：MI 后 HF 大鼠的血浆 HMGB1 水平比假手术动物高约 20%，RIP3 抑制使其水平降至健康大鼠以下。在 HF 患者中，血清 HMGB1 水平几乎是健康个体的两倍，且与 C 反应蛋白（CRP）呈正相关1011。
  • miRNA 组织水平：MI 后 HF 大鼠左心室中多个 miRNA 的水平发生显著变化，RIP3 抑制能够使 miRNA - 140 和 miRNA - 142 的水平恢复正常12。
  
  

综合上述研究，研究人员得出结论：MI 导致的 HF 中，非经典坏死性凋亡和焦亡相互作用，加剧了心脏损伤；而在压力过载介导的 HF 中，可能只有坏死性凋亡参与了心肌细胞的损失。HMGB1 在 MI 后 HF 中可能起着促进细胞死亡和炎症的重要作用，有望成为 HFrEF 的辅助标志物。RIP3 抑制可防止坏死性凋亡损伤和局部组织炎症，可能是通过延缓巨噬细胞浸润和减少损伤相关分子模式（DAMPs）的释放实现的。虽然 RIP3 抑制对心脏结构和功能无明显影响，但它倾向于影响胶原蛋白含量和促纤维化分子机制。未来，可能需要长期治疗和 / 或多种针对其他机制的药物联合使用，以实现更强的心脏保护作用。

这项研究为我们深入理解 HF 的发病机制提供了新的视角，也为开发更有效的治疗策略奠定了基础，对心血管疾病的防治具有重要的理论和实践意义。