如何向公众解释这项研究?
简要结论:我们发现中性粒细胞释放的防御蛋白"抵抗素样分子γ"(Relmy)会在心肌梗死后穿透心肌细胞膜,引发危险的心律失常和细胞死亡。
详细解释:冠状动脉疾病的最致命并发症是心肌梗死和心脏性猝死。当心肌供血受阻导致心肌细胞(心肌成纤维细胞)缺氧时,会引发心室性心动过速(VT)和心室颤动(VF)两种危险心律失常。VT表现为心率过快但节律协调,VF则是混乱无序的电活动。
约70%的心律失常发生在心梗48小时内,与免疫细胞大量浸润心肌组织同步。我们发现浸润的中性粒细胞会大量表达"Retnlg"基因(编码RELMy蛋白),而在人类心梗组织中检测到同源基因"RETN"表达水平升高。通过基因敲除实验,当小鼠中性粒细胞缺失该蛋白后,心梗后心律失常发生率降低了12倍。
研究核心问题?
探索中性粒细胞如何诱发心室性心律失常。尽管心肌细胞在心律失常中的作用已被充分研究,但免疫细胞对心律失常的促进作用尚不明确。这项研究对开发新型抗心律失常药物具有重要意义。
研究方法
- 多组学分析:利用单细胞和空间转录组数据(小鼠心梗模型)筛选中性粒细胞关键蛋白
- 跨物种验证:对比人类心梗组织样本中同源基因表达水平
- 功能实验:
- 共聚焦显微镜和超分辨率显微镜观察蛋白对心肌细胞的作用
- 采用脂质体模型和细胞培养技术验证人/鼠源蛋白功能一致性
主要发现
- 基因表达关联:小鼠心梗模型中性粒细胞Retnlg基因表达上调,人类心梗组织中RETN基因表达水平显著升高
- 功能验证:
- 骨髓来源细胞(特别是中性粒细胞)敲除该基因的小鼠,心室性心律失常发生率显著降低
- 该蛋白通过破坏心肌细胞膜完整性诱发心律失常
研究意义
- 治疗启示:除传统血管再通治疗外,应针对性抑制中性粒细胞释放有害蛋白,这比现有广谱免疫抑制更精准
- 机制突破:首次证实免疫细胞可通过直接损伤心肌细胞引发致命心律失常
- 转化前景:正在开发针对该蛋白的中和治疗策略,未来或可用于减少心梗后猝死风险
后续研究方向
- 开发中和抗体或抑制剂靶向该蛋白
- 验证靶向治疗在动物模型中的有效性
- 开展临床研究评估其在人类心梗治疗中的潜力
- 探索该机制在其他中性粒细胞相关疾病中的作用
作者团队:本研究由麻省总医院布里格姆和妇女医院的Nina Kumowski医生和Matthias Nahrendorf教授领衔,合作机构包括牛津大学、德国研究基金会等国际团队。
研究资助:本研究获得莱杜克基金会、美国国立卫生研究院(NIH)、德国研究基金会(DFG)、英国心脏基金会等机构资助。
利益声明:Nahrendorf教授获得多家生物制药公司研究资助及咨询费,部分作者与生物医药企业存在合作,但本研究无直接利益冲突。
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