miR155/SOCS1/STAT信号通路调节巨细胞心肌炎中心脏NK细胞激活的机制研究

Giant cell myocarditis (GCM) is a rare, highly lethal disease with poor drug treatment and heart transplantation is the ultimate treatment. GCM is rare and the sample is difficult to obtain, so the pathogenesis is still unclear. Previous studies have suggested that its pathogenesis is associated with abnormal activation of immune cells. Our research group has analyzed the myocardial transcriptome sequencing of patients with GCM, we found that the NK cells were abnormal activated in patients with GCM, at the same time, the miR155 and STAT family proteins were up-regulated. Based on preliminary work and literature research results, we suspect that miR155 may regulate NK cell activation through the SOCS1-JAK/STAT pathway, so we intend to explore the following question by animal models of GCM: 1) Defining the link of miR155 and NK cell activation and myocardial damage in the GCM. 2) Explore how miR155 regulates the JAK/STAT pathway and activates NK cells through SOCS1. 3) Use the inhibitors on the miR155-SOCS1-JAK/STAT axis to treat giant cell myocarditis, deepen understanding of the disease and provide a theoretical basis for the development of new treatments.

巨细胞心肌炎是一种罕见高致死性疾病，药物治疗不佳，心脏移植是最终治疗方法。巨细胞心肌炎罕见且样本难以获取，发病机制尚不清楚，既往研究认为其发病与免疫细胞异常激活相关。本课题组前期通过获取巨细胞心肌炎移植患者心肌转录测序发现患者中NK细胞异常激活并发现miR155和STAT家族蛋白表达上调。基于前期工作，我们猜想：miR155可能通过SOCS1-JAK/STAT通路调节NK细胞激活参与巨细胞心肌炎发病过程，故本课题拟通过巨细胞心肌炎动物模型进行如下探究：1)明确miR155与巨细胞心肌炎NK细胞激活和心肌损伤间在功能学水平上的联系。2)探究miR155是如何通过SOCS1对JAK/STAT通路进行调控，并激活NK细胞。3)利用miR155-SOCS1- JAK/STAT轴线上的抑制剂和NK细胞单克隆抗体治疗巨细胞心肌炎，加深对疾病了解，为开展新的治疗方法提供理论依据。

项目背景：巨细胞心肌炎发展迅速，主要临床表现为急性充血性心力衰竭和室性心律失常。临床上巨细胞心肌炎预后非常差，几乎所有患者都需要心脏移植。此外，心脏移植后复发率很高，然而巨细胞心肌炎的发病机制尚不清楚。..主要研究内容：首先对巨细胞心肌炎患者进行转录组测序分析，基于组织测序结果发现miR-155在调节巨细胞心肌炎NK细胞的激活过程中的具有重要作用，病进行机制探究工作。随后构建巨细胞心肌炎模型，开展单细胞测序工作，首次整体描述了巨细胞心肌炎心脏的免疫微环境特征，并发现巨细胞心肌炎中潜在的药物治疗靶点，通过药物干预后可以显著地改善巨细胞心肌炎心脏免疫细胞的浸润。..重要结果：发现了巨细胞心肌炎患者中miR-155表达水平增高，通过探究发现miR155通过调节SOCS1和STAT通路参与NK细胞的激活。随后通过单细胞测序进一步揭示巨细胞心肌炎的免疫微环境，包括巨噬细胞、中性粒细胞、T细胞、NK细胞等。通过病理染色验证单细胞测序发现的细胞类型。深入分析发现，中性粒细胞在巨细胞心肌炎发生中具有重要的作用，即NETosis参与巨细胞心肌炎的发生。并且NETosis抑制剂GSK484在体内减轻了巨细胞心肌炎的发生。..关键数据：首先建立了巨细胞心肌炎模型构建方法学、巨细胞心肌炎患者心脏组织转录组测序（6例）、巨细胞心肌炎心脏免疫细胞单细胞测序数据以及GSK484药物治疗后实验验证数据。..科学意义：结合巨细胞心肌炎患者及动物模型揭示了巨细胞心肌炎患者心脏免疫细胞的综合单细胞图谱，确定了NK细胞及中性粒细胞在巨细胞心肌炎发病中的作用机制，为临床药物研制及改善患者预后提供了理论基础。