HIF-1α通路介导Tregs/Th17细胞失平衡促进心梗后炎症反应和心室重构的机制研究

Chronic inflammation lead to left ventricular(LV) remodeling after myocardial infarction (MI). Activation of Th1 and Th17 responses promote the inflammation and LV remodeling after MI. We previously reported that adoptively transfer of Tregs down regulate Th1 and Th17 responses and attenuate Th1 and Th17 mediated disease. Recent studies revealed the vital role of HIF-1α in promoting the differentiation of Th17 cells and inhibiting Tregs. Our hypothesis is that hypoxia in the MI region inducing high levels of HIF-1α，disturb the balance of Tregs/Th17 cells and contribute to the chronic inflammation and LV remodeling. In this project, we will detect the expression of HIF-1α，FoxP3 and IL-17 by FACS and immunohistochemistry. LV remodeling will be evaluated by echocardiography and inflammation by pathological examination. Gene microarray and immunofluorescence will be used to analyze the expression of Cx43 and the characteristics of myocardium Tregs. Viability and apoptosis will be detected by ELISA and PCR after coculture of Tregs and primary myocardial cells. This project may partly uncover the mechanism of HIF-1α mediated Tregs/Th17 imbalance in chronic inflammation after MI and provide possible strategies to prevent the progression of LV remodeling after MI.

慢性炎症反应是心梗后心室重构的主要原因。效应性Th1和Th17细胞促进心梗后炎症反应和心室重构。本研究小组前期发现，Tregs可有效抑制Th1和Th17细胞反应。最近发现HIF-1α可调节Tregs和Th17细胞分化。因此，心梗局部低氧微环境诱导的HIF-1α可能破坏Tregs/T效应细胞平衡，促进炎症反应和心室重构。本研究拟使用流式细胞仪和免疫组化技术检测小鼠心梗模型中HIF-1α，Tregs和Th17细胞的表达,病理学和心超检查心梗后炎症反应和心室重构。基因芯片和免疫荧光评价Cx43对心肌Tregs功能的影响及这群Tregs对心梗后炎症反应的作用。ELISA和PCR检测体外共培养中Tregs对心肌细胞活性的影响及HIF-1α对Tregs功能的抑制作用， 明确HIF-1α介导的Tregs/Th17细胞失平衡促进心梗后慢性炎症反应的机制，为合理进行心梗后心室重构的干预提供实验依据。

慢性炎症反应是心梗后心室重构并最终发展为心衰的主要原因。效应性T细胞是介导慢性炎症反应的主要类型，在自身免疫性疾病以及器官移植排斥反应中，过继输入Tregs可以抑制多种效应性细胞的功能，发挥免疫调节作用。然而，心梗后慢性炎症反应中，组织局部的Tregs与T效应细胞的功能，以及如何调控心梗后的炎症反应来改善心室重构仍需进一步的研究。有效预防心梗后慢性炎症可能改善心梗后心事重构以及心衰的发生。在本研究中，我们发现，在小鼠心梗模型术后7天，CD4+T细胞在脾脏和心肌组织中发生了重新分布，梗死的心肌组织中，多种趋化因子的水平明显升高，外周脾脏中的CD4+细胞比例明显著降低，而梗死心肌组织中的T细胞以及CD3+CD4+T细胞均明显增加。而且，心肌组织浸润的T细胞主要为激活的T细胞，其中Tregs，Th1和Th17细胞的比例均较对照组显著升高。同时，这些增加的CD4+T细胞表达高水平的CD73，浸润到心肌组织的CD4+Foxp3+T细胞也表达高水平的CD73。进一步的研究中，我们发现使用PC61去除体内的调节性T细胞可以加重心梗后心肌组织的炎症反应并恶化心脏功能，外源性的IL-2/抗IL-2复合体可以有效扩增调节性T细胞并减轻心梗后的炎症反应和心脏功能异常，因此证实Tregs细胞在心梗后慢性炎症反应中的重要调节作用。而且，我们证实IL-2/抗IL-2复合体扩增体内的CD4+FoxP3+CD73+的调节性T细胞，后者可能通过促进ATP降解为腺苷发挥抑制炎症反应的作用。另外我们也发现，低氧抑制调节性T细胞的分化，促进效应性Th1和 Th17细胞的分化，并抑制CD73的产生。本研究进一步明确了Tregs/T效应细胞反应在心梗后心室重构中的作用，初步揭示扩增调节性T细胞通过CD73产生腺苷改善心室重构的机制，并探索了心梗局部低氧环境诱导的HIF-1α可能破坏Tregs/T效应细胞平衡，揭示 T 细胞 免疫在心梗后炎症反应和心室重构中的作用机制，为合理利用Tregs的特点和功能进行心梗后干预和治疗提供了初步的实验和理论基础。