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为探究房颤(AF)患者心房纤维化与肿瘤内皮标记物 1(TEM1)的关系,研究发现 TEM1 与心房纤维化程度相关,为防治提供新思路。
# 房颤研究新突破:肿瘤内皮标记物 1 在心房纤维化中的关键作用
在心血管疾病的庞大版图中,心房颤动(房颤,AF)就像一颗隐藏的 “定时炸弹”,威胁着人们的健康。房颤常伴随着心房纤维化,这不仅会让心脏的 “电路” 出现紊乱,引发房颤,还会增加心房血栓和栓塞性中风的风险,严重影响患者的生活质量和生命安全。而肿瘤内皮标记物 1(TEM1/CD248),这个在胚胎发育后就 “低调隐身” 的跨膜蛋白,却在器官纤维化的 “舞台” 上频频亮相,可它在心房纤维化中的角色却一直迷雾重重。为了揭开这层神秘面纱,来自国立成功大学医院的研究人员展开了深入探索,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在样本方面,收集了 30 例接受心脏手术的房颤患者的左心耳组织,并获取正常人类左心房石蜡组织切片作为对照;实验动物选用 C57BL/6 小鼠和 TEM1 基因敲除的转基因小鼠。在检测技术上,运用免疫荧光染色来识别 TEM1 在心房组织中的表达;通过 Western blot 测定 TEM1 蛋白表达水平;采用 Sirius red 染色观察心房组织中的胶原纤维,以此评估纤维化程度 。
研究结果
TEM1 在人体心房组织和心房纤维化中的表达 :免疫荧光染色显示,正常人类左心房组织几乎没有 TEM1 表达,而在房颤患者的心房心肌成纤维细胞中却能检测到 TEM1。Western blot 也证实,所有 30 例房颤患者的左心房组织都有 TEM1 表达。同时,Sirius red 染色表明房颤患者的心房纤维化程度比正常人更严重。进一步分析发现,TEM1 表达水平与心房纤维化的严重程度呈正相关,而且与另一种心房纤维化生物标志物半乳糖凝集素 - 3(galectin - 3)以及纤维化关键介质 Smad3 的表达也呈正相关,但与左心房直径和 CHA2 DS2 -VASc 评分无明显相关性。从房颤患者左心房组织直接分离出的原代人心脏成纤维细胞,经鉴定后通过免疫荧光研究发现,其 TEM1 表达较正常对照组明显增加。
TEM1 在小鼠心房组织和心房纤维化中的表达 :给野生型小鼠输注血管紧张素 II(Ang II)后,原本在心房组织中不明显的 TEM1 在心脏成纤维细胞中被检测到,而在输注生理盐水的野生型小鼠和 TEM1 基因敲除小鼠中则未检测到。Sirius red 染色显示,Ang II 处理的野生型小鼠心房纤维化程度比生理盐水处理的野生型小鼠和 Ang II 处理的 TEM1 基因敲除小鼠更严重。对小鼠心房组织进行 Western blot 检测,结果表明 Ang II 处理的野生型小鼠心脏中 TEM1 表达和胶原蛋白生成增加,而 TEM1 基因敲除小鼠则减少。从 Ang II 处理的野生型小鼠心房组织中分离出的心脏成纤维细胞,其 TEM1 表达显著高于生理盐水处理组。用不同浓度的 Ang II 处理培养的大鼠心脏成纤维细胞,发现随着 Ang II 浓度增加,TEM1 表达逐渐升高。
TEM1 对心脏成纤维细胞行为的影响 :研究发现,重组 TEM1 蛋白(rTEM1)处理可增加心脏成纤维细胞中 α - 平滑肌肌动蛋白(α - SMA,成纤维细胞活化的标志)的表达,而敲低 TEM1 则降低其表达,这表明 TEM1 能激活心脏成纤维细胞。rTEM1 处理还能促进心脏成纤维细胞的增殖,敲低 TEM1 则抑制其自发增殖。在细胞凋亡实验中,rTEM1 减少了饥饿诱导的心脏成纤维细胞凋亡,而敲低 TEM1 则增加了凋亡。Transwell 迁移实验显示,rTEM1 增强了心脏成纤维细胞的迁移能力,敲低 TEM1 则降低了其迁移能力。此外,用抗体阻断 TEM1 可以阻止血管紧张素 II 诱导的心脏成纤维细胞胶原蛋白生成。
TEM1 的信号通路 :研究表明,rTEM1 处理激活了 Akt/PKB(蛋白激酶 B)和细胞外信号调节激酶(Erk)通路。使用 Akt 或 Erk 抑制剂处理,能够部分抑制 rTEM1 诱导的心脏成纤维细胞胶原蛋白生成。
研究结论与意义
这项研究首次揭示了 TEM1 表达与房颤患者心房纤维化之间的关联。TEM1 在房颤患者心房心脏成纤维细胞中的重新表达,不仅与心房纤维化的严重程度密切相关,还通过改变心脏成纤维细胞的增殖、存活和迁移等行为,实实在在地推动了心房纤维化的进程。这一发现为房颤的防治提供了新的潜在靶点和理论依据。在未来,或许可以开发针对 TEM1 阳性心脏成纤维细胞的药物,以此来减少心房纤维化,降低房颤的发生风险或预防房颤复发。不过,目前的研究也存在一些局限性,如无法获取窦性心律患者的直接心房组织样本,TEM1 作为房颤或心力衰竭患者预后生物标志物的作用还不明确,其在心脏成纤维细胞与心肌细胞间相互作用中的角色也有待进一步探索。但这些不足并不影响该研究的重要意义,它为后续研究指明了方向,有望为心血管疾病的治疗带来新的突破 。
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