趋化因子3/趋化因子受体5介导巨噬细胞自噬导致的炎症反应对压力负荷性心力衰竭影响的机制研究

Heart failure is the most serious complication and the most common cause of death for aortic stenosis (AS). AS patients generally have poor prognosis, because the traditional treatments have limited effects on AS. Our previous study results shown that chemokine 3 (CCL3) and its receptor (CCR5), macrophage autophagy and inflammation played an important role and have positive correlation in heart failure. So we hypothesized that CCL3/CCR5 could regulate inflammation resulted from macrophage autophagy through MAPK and mTOR pathway, and affect myocardial remodeling in pressure overload heart failure. In this study, we expected to explore the mechanism of macrophages autophagy regulated by CCL3/CCR5 with molecular biology and cell biology method, and to investigate whether CCL3/CCR5 could affect myocardial remodeling in pressure overload heart failure by affecting macrophage autophagy. This study results would deepen our understanding on the pathogenesis of pressure overload heart failure and provide new thoughts on the therapy methods for AS heart failure.

心衰是主动脉瓣狭窄最严重的并发症和最常见的死亡原因。传统内科治疗方式的疗效十分有限，且患者预后较差。前期研究发现：趋化因子及其受体CCL3/CCR5、巨噬细胞自噬与炎症反应在心力衰竭中发挥着重要作用且具有相关性。因此我们推测：趋化因子CCL3/CCR5可能通过MAPK/ERK通路调节巨噬细胞自噬与炎症反应进程，影响压力负荷性心力衰竭心肌重构过程。在本研究中，我们拟以CCL3/CCR5为研究切入点，从分子生物学水平、细胞生物学水平探讨CCL3/CCR5对巨噬细胞自噬的调控作用和机制；探讨CCL3/CCR5是否是通过介导巨噬细胞自噬与炎症反应来影响压力过载性心力衰竭小鼠的心室重构。期望从新的角度阐明压力过载性心衰发生机制，从而为临床治疗压力过载性心力衰竭提供新思路。

心脏主动脉狭窄可导致慢性压力负荷过重，心脏重构，最终形成心力衰竭。趋化因子及其受体与压力过载诱导的心脏重构和功能障碍有关。在本研究中，我们研究了C-C趋化因子受体5 (CCR5)在压力过载诱导的心肌重构和功能障碍中的作用。主动脉弓缩窄(TAC)用于构建小鼠心脏慢性压力负荷模型，CRISPR/Cas9技术构建CCR5基因敲除小鼠。qRT-PCR和/或蛋白免疫印迹用于检测心脏CCR5及趋化因子配体CCLs3,4,5、促炎性因子、炎性抑制因子表达水平。超声心动图和血流动力学测量评估心功能参数。采用Masson三色染色和α-平滑肌肌动蛋白免疫染色评估心肌纤维化程度。心肌肥厚及炎症细胞浸润情况通过苏木精和伊红染色观察。血管紧张素II (Ang-II)诱导的H9c2心肌细胞肥大通过F -肌动蛋白免疫染色检测。ERK1/2和P38磷酸化情况分别使用两种蛋白的磷酸化抗体通过蛋白免疫印迹技术检测。实验结果显示，TAC小鼠心肌CCL3、CCL4、CCL5和CCR5水平高于假手术组小鼠。与假手术小鼠相比，TAC小鼠心脏功能受损，心肌肥厚及纤维化程度增加并伴随着炎症细胞浸润。拮抗CCR5可有效改善TAC诱导的心脏重塑和功能障碍，而IgG对照抗体则无此功能。在分子机制上，TAC心脏和Ang-II刺激的H9c2心肌细胞中检测到ERK1/2和P38磷酸化水平的增加。抗CCR5抗体处理降低了ERK1/2和P38的磷酸化，减弱了Ang-II诱导的H9c2细胞肥大。因此，抑制CCR5的表达可防止压力超载引起的心脏异常。此外，野生型和CCR5基因敲除小鼠经TAC术后在死亡率、巨噬细胞密度上没有显著差异，而促炎细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6表达水平在TAC术后的CCR5基因敲除小鼠中相比野生型的TAC小鼠有显著增加，炎症抑制因子IL-10和TGF-β1的表达也有所升高。