p75ECD：一种新的内源性心脏保护因子？

Pro-neurotrophins (pro-NTs) and its receptor p75 (p75NTR) are involved in the process of myocardial injury. Extracellular domain of p75NTR (p75ECD) after shedding as an endogenous bioactive factor protects nerve cells probably by blocking the toxic effects of pro-NTs. Our preliminary experiment found that an intravenous injection of p75ECD before reperfusion can reduce the area of myocardial infarction in myocardial ischemia/reperfusion injury (MIRI) model in rats. Thus we hypothesize that p75ECD may be a novel endogenous protective factor of the heart. In this study, rodent MIRI models will be used to test whether an intravenous injection of p75ECD before reperfusion will reduce the area of myocardial infarction, then inhibit cardiac remodeling, and improve cardiac function by blocking the toxic effects of pro-NTs. Furthermore, we will use signal protein blockers and p75NTR or YAP knockout mice to explore molecular mechanisms of YAP signal pathway, detrimental pro-NTs/p75NTR/JNK pathway, and protective Trks/PI3K and ERK pathway in p75ECD-induced cardioprotection. This study will provide new therapeutic targets for the repair of damaged myocardium and establish foundation for clinical application of p75ECD in the future.

神经营养因子前体（pro-NTs）及其受体p75（p75NTR）参与心肌损伤。p75NTR脱落的胞外段（p75ECD）作为内源性生物活性因子，可能通过清除pro-NTs的毒性作用保护神经细胞。我们的预实验发现，在心肌缺血/再灌注损伤（MIRI）模型，再灌注前静脉注射p75ECD可以缩小大鼠心肌梗死面积。由此我们提出假说，p75ECD可能是一种新的内源性心脏保护因子。我们拟建立大、小鼠MIRI模型，静脉注射p75ECD，明确p75ECD是否通过清除pro-NTs等有害分子缩小心肌梗死面积、抑制心脏重构、改善心功能；使用信号蛋白阻断剂及p75NTR、YAP基因敲除小鼠，深入探讨信号通路YAP、损伤性通路pro-NTs/p75NTR/JNK及保护性通路Trks/PI3K、ERK在p75ECD心脏保护作用中的分子机制。本项目将为受损心肌的修复提供新的治疗靶点，为p75ECD的临床应用提供理论依据。

研究背景：尽管急性心肌梗死的现代再灌注治疗可以恢复大多数患者的心外膜动脉血流，但由于心肌缺血-再灌注损伤（IRI）导致的微血管功能障碍（MVD），多达三分之一的患者无法实现正常的心肌再灌注，这与不良预后有关。因此，寻找可能诱发MVD的细胞因子或可能改善MVD的新治疗靶点，用于有效预防MVD，具有重要临床意义。神经营养素前体蛋白及其受体p75是预防心肌缺血-再灌注引起MVD的潜在靶点。p75ECD（神经营养素受体p75的胞外结构域）可能通过清除活性物质产生生理性神经细胞保护作用。因此，我们提出p75ECD可能通过微血管机制减轻IRI发挥心脏保护作用的假说。主要方法、结果和数据：使用Sprague-Dawley大鼠，通过阻断左冠状动脉主干45分钟之后放松阻断建立心肌IRI模型。与缺血-再灌注组相比，再灌注前5分钟静脉注射p75ECD（3 mg/kg）可缩小再灌注后24小时的心肌梗死面积（氯化三苯基四氮唑法，44.9±3.9% vs. 34.6±5.7%，P<0.05）；再灌注后28天，超声心动图检查显示左心室射血分数改善，Masson染色显示心肌纤维化减轻，免疫荧光法显示微血管功能障碍减轻；再灌注后24小时和28天，Western blotting检测显示pro-NTs表达降低。在体外通过缺氧-复氧（2/6小时）方法建立大鼠微血管周细胞模拟IRI模型，于复氧时同时给予ProNts（3 nmol/L）和p75ECD（3μg/mL）治疗，可提高周细胞存活率（甲基噻唑基四氮唑分析检测）并减轻凋亡（末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP生物素缺口末端标记法检测）。在再灌注心脏和缺氧-复氧+pro-NTs致损伤周细胞中，p75ECD抑制p-JNK（磷酸化c-Jun N-末端激酶）/caspase-3的表达（Western blotting检测）。JNK抑制剂SP600125不能增强p75ECD诱导的心脏和周细胞保护作用。结论和科学意义：p75ECD可能通过抑制微血管周细胞的p-JNK/caspase-3通路而减轻心肌缺血-再灌注损伤。临床上注射p75ECD可在心肌梗死发生后进行，操作性强，临床应用前景广阔。心肌缺血后，前神经营养素及其受体（p75NTR[p75神经营养素受体]）可作为修复心肌损伤的靶点，为心肌损伤的治疗提供新的思路。