IFN-γ介导的TGF-β1/Smads信号通路阻止缩窄性心包炎心包纤维化的作用及机制

Pericardial fibrosis and/or thickness is the pathological basis of hemodynamic changes and clinical manifestations in patients with constrictive pericarditis(CP). However, the mechanism of pericardial fibrosis remains unclear. In the series of works in preliminary stage, we found the expression of TGF-β1, P-Smad2/3 and α-SMA in CP pericardia were increased, in addition to the pericardial mesothelial cells (PMCs) underwent epithelial-to-mesenchymal transition adapt to myofibroblast. Therefore, we presumed the main reason for pericardial fibrosis lies in here, that TGF-β1/Smads pathway induced PMCs differentiated to myofibrocyte, and caused pericardial fibrosis, IFN-γ could block the pathological development of CP by interrupting the pathway. According to the above hypothesis, we developed the IFN-γ-knock-out (IFN-γ-KO) rats model of CP and confirmed the echocardiographic changes and molecular mechanism of pericardial fibrosis. We isolated and cultured the PMCs of IFN-γ-KO rats and normal rats, and treated with TGF-β1, IFN-γ and over-expression of Smad7 to investigate the role TGF-β1/Smads signal pathway in the progression of fibrosis. This research will not only clarifies the mechanism of CP, but also provides the theoretical and experimental basis for the clinical treatment of CP.

心包纤维化和/或心包增厚是缩窄性心包炎（constrictive pericarditis，CP）患者血流动力学改变及临床症状的病理学基础，目前对其发生机制尚不清楚。我们的前期工作发现CP患者心包组织TGF-β1、P-Smad2/3和α-SMA表达量增加，心包间皮细胞(pericardial mesothelial cells, PMCs)向肌成纤维细胞转变。建立假说如下：TGF-β1/Smads通路活化诱导PMCs发生内皮-间质转化成为肌成纤维细胞引起胶原沉积及纤维化，IFN-γ可干预这一进程。本项目拟建立IFN-γ基因敲除大鼠CP模型，明确心包病变的影像学、病理学及分子生物学改变。分离IFN-γ基因敲除鼠及正常鼠PMCs，分别采用TGF-β1、Smad7过表达及IFN-γ干预，从细胞学水平明确IFN-γ阻断TGF-β1/Smads通路的机制。研究结果为临床治疗CP提供了重要的理论依据。

本研究发现缩窄性心包炎患者由于心包膜限制，心包位移减低，背向散射积分增加，提示出现纤维化。随后采用组织瓣环位移技术，发现缩窄性心包炎患者即使左心室射血分数正常，心肌功能早期已出现减低，这些表现可用于影像学诊断及鉴别诊断，并为临床早期诊断提供依据。进一步深入研究发现心包膜纤维化可能与心肌功能减低有关，心包限制及炎症浸润可能会导致心肌出现纤维化，预后不良。随后我们发现，患者心包组织中α-SMA、P-Smad2/3 蛋白及 Collage I/III 增高，提示TGF-β1/Smads 通路活化可能是心包炎产生的重要原因。进一步制备动物模型，采用脂多糖等引起心包炎症反应，饲养8周及16周后，进行取材。成功制备缩窄性心包炎大鼠模型。实验发现，缩窄性心包炎大鼠随着时间改变，心包病变持续加重。采用传统超声心动图及超声新技术，发现缩窄性心包炎大鼠心脏功能持续减低，这种减低可能与心包及心肌纤维化相关。缩窄性心包炎大鼠心包内相应纤维化蛋白均表达增加。此外，我们还发现，miR-146a在心包纤维化和心肌功能减低中具有重要作用。因此，对缩窄性心包炎心包纤维化的深入研究具有重要的临床意义。本研究共发表学术论文9篇，SCI收录一篇，另有一篇在投。协助培养硕士研究生一名，博士研究生二名。参加学术会议5次，国际会议获奖1次，国际会议发言一次，国内会议发言一次。