可转移性心肌内质网应激在柯萨奇病毒B3诱导的病毒性心肌炎发病中的作用及其机制研究

Coxsackievirus B3(CVB3) induced viral myocarditis is a major cardiovascular cause of sudden death in men less than 40 years of age, but its pathological mechanism remains unclear. Macrophages have been proven to play a critical pathological role in viral myocarditis. Our preliminary data showed that ER stress was robustly activated in myocardial macrophages of CVB3-infected mice and potentially promoted the production of proinflammatory cytokines. However, CVB3 could not directly stimulate ER stress in macrophages in vitro, but could directly stimulate ER stress in myocardiocytes. More interestingly, ER stress in macrophages was efficiently induced when co-culturing with the supernatant of ER stress-activated myocardiocytes, in which the expression of damage-associated molecular pattern (DAMPs) HSP90 and HMGB1 was substantially increased. These data prompt us to speculate that: ER stress of CVB3-infected myocardiocytes could transmit to macrophages by the DAMPs-TLR2/4 pathway, and then promote the production of proinflammatory cytokines via activating the downstream TRAF2-AP1, XBP1-NF-κB signaling pathways. This study may elucidate the initiation and regulation mechanism of ER stress in macrophages, and may also provide a potential therapeutic target for CVB3-induced myocarditis.

柯萨奇病毒B3型（CVB3）诱导的心肌炎发病日益严重，但机制不清。巨噬细胞是参与病毒性心肌炎发病的重要炎症细胞，我们前期研究发现：心肌炎小鼠巨噬细胞内质网应激(ER stress)明显激活，并显著促进炎症细胞因子分泌。同时我们前期研究也发现，CVB3本身并不能引起巨噬细胞ER stress，但可激活心肌细胞ER stress。有趣的是，当将ER stress活化的心肌细胞与巨噬细胞共孵育时，后者ER stress即显著活化。进一步研究发现，该细胞培养上清中损伤相关分子模式（DMAPs）HSP90和HMGB1表达增加，这些分子均是TLR2/4的配体。因此，我们提出科学假设：感染心肌细胞ER stress可经DAMPs-TLR2/4通路传递至巨噬细胞，并对其下游TRAF2-AP1，XBP1-NF-κB等炎症通路进行调控。本研究有望阐明心肌炎巨噬细胞ER stress的启动和调控机制。

本研究聚焦于巨噬细胞ER stress在CVB3感染诱导的病毒性心肌炎中的致病作用及启动机制，我们发现在病毒性心肌炎小鼠模型中，心脏巨噬细胞分泌大量炎症细胞因子显著加重了病情发展。而这群心脏浸润巨噬细胞ER stress显著活化，标志性分子GRP78和GRP94明显上调表达，并且活化程度与其分泌炎症因子（IL-6，IP-10和MCP-1）能力密切正相关。为了进一步探讨发生ER stress的巨噬细胞在CVB3心肌炎中的作用，我们清除了小鼠内源性巨噬细胞后行CVB3感染建立心肌炎模型，随后分别转输ER stress抑制的巨噬细胞和ER stress活化的巨噬细胞，结果发现接受ER stress抑制巨噬细胞的感染小鼠心肌炎明显减轻，主要表现在心肌损伤血清学指标CK-MB降低，心脏收缩功能改善，心肌病理学改变（炎症浸润和坏死）明显减轻；相反输注了ER stress活化巨噬细胞的感染小鼠心肌炎则明显加重。同时，我们发现CVB3虽能刺激巨噬细胞产生炎症应答，但却不能在其中有效复制，也不能直接引起ER stress。而感染心肌不仅ER stress有效激活，其与巨噬细胞共孵育后也会引起后者ER stress显著活化，提示ER stress可在心肌细胞和巨噬细胞间有效传递。进一步研究分析发现，该传递过程依赖于感染心肌分泌的可溶性小分子，且该过程不依赖于巨噬细胞表面的TLR2/TLR4。而接受了ER stress的巨噬细胞下游三条通路均明显活化。本研究不仅阐明了巨噬细胞ER stress在病毒性心肌炎中的重要致病作用，而且探讨了该病理性ER stress的启动源和信号通路，为更好理解病毒性心肌炎的致病机理提供了新的线索和可能解释。