白介素17及其受体介导的小鼠心肌缺血再灌注损伤的作用与机制研究

Myocardial ischemia-reperfusion (IR) injury has great effects on prognosis of patients with coronary artery disease. Accumulating evidences have demonstrated that inflammation plays a pivotal role in myocardial injury during IR. Interleukin-17 (IL-17), an inflammation factor, initiates innate immunity and host defense. IL-17A, secreted by T cells, recruits neutrophils to the injured heart, exacerbating inflammation which may lead to myocardial injury. However, it remains unknown whether and how IL-17A act on cardiomyoytes. Our preliminary data suggest that IL-17A may act on cardiomyocytes to promote apoptosis through Stat3 signaling pathway. We aim to characterize the IL-17 and its receptors family employing myocardial IR model in mice and their roles in cardiac contractility, reactive oxygen stress (ROS) and endoplasmic reticulum stress. Furthermore, we propose the effects of IL-17F on switching fibroblast phenotype and late ventricular remodeling, which is paracrined by cardiomyocytes under stimulation of IL-17A. This proposal will provide insights into the molecular mechanisms of myocardial injury, thereby providing theoretical and experimental evidences for targeting therapy in myocardial injury during ischemia reperfusion.

心肌缺血再灌注损伤是影响冠心病患者预后的重要因素，而炎症在再灌注损伤中起着重要作用。炎症因子白介素17（IL-17）是激活固有免疫和宿主防御的重要始动因子，再灌注损伤时T细胞来源的IL-17A通过募集中性粒细胞等放大炎症反应，导致心肌损伤。我们前期研究发现IL-17A结合心肌细胞表面IL-17RA/IL-17RC受体激活胞内Stat3信号通路和诱导iNOS表达，介导心肌细胞凋亡。但IL-17及其受体家族介导再灌注心肌损伤的确切机制尚未阐明。因此，本研究拟应用小鼠心肌缺血再灌注模型，观察IL-17A及其受体家族成员在心肌的表达和分布特征，阐明受体亚型在介导心肌收缩、氧化应激和内质网应激中的作用和机制；同时研究IL-17A直接作用下心肌细胞旁分泌IL-17F对诱导成纤维细胞表型转化和晚期心室重塑的分子机制，为寻找缺血再灌注心肌损伤的有效治疗靶点提供理论和实验依据。

心肌缺血再灌注损伤是影响冠心病患者预后的重要因素，炎症在再灌注损伤中起着重要作用。本研究拟探讨炎症因子白介素17对心肌缺血再灌注损伤的作用及机制。通过体外细胞实验我们发现，IL-17A可通过激活新生小鼠心肌细胞iNOS表达直接诱导心肌细胞凋亡，呈浓度及时间依赖性。同时，IL-17A直接激活心肌细胞Stat3入核，作用于iNOS基因抑制子区域，代偿性地抑制了iNOS表达，抑制心肌细胞凋亡。在体构建小鼠心脏缺血再灌注模型，我们发现IL-17A表达显著升高伴随iNOS及Stat3激活，而应用拮抗剂抑制Stat3的激活后小鼠心肌缺血再灌注损伤显著加重。上述结果提示IL-17A促进小鼠心肌缺血再灌注后损伤，并通过调控Stat3/iNOS信号通路。同时我们发现，IL-17A对心肌细胞旁分泌IL-17F的作用极低，而IL-17A可直接调控心脏成纤维细胞表型转化。成纤维细胞表型转化是缺血性心脏病发生心室重塑的重要机制之一，因此我们调整了研究方向。首先在细胞水平研究了IL-17A对心脏成纤维细胞的作用，发现IL-17A可显著抑制心脏成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，同时IL-17A抑制成纤维细胞膜蛋白EphrinB2表达，而EphrinB2过表达本身可促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，敲低则抑制成纤维细胞激活。IL-17A可抑制EphrinB2过表达引起的成纤维细胞激活，而在EphrinB2敲低的成纤维细胞中则进一步抑制其表型转化，提示IL-17A可能通过抑制EphrinB2抑制成纤维细胞表型转化。我们的研究证明了IL-17A参与心脏缺血再灌注损伤及心肌纤维化，并通过调控Stat3/iNOS信号通路及EphrinB2通路，进一步阐明了机制，为寻找治疗靶点提供了理论和实验依据，研究结果发表在Circulation Research等杂志。