基于心脏CT的细胞外容积量化在弥漫性心肌纤维化中的研究进展
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原发性心肌病诊断新路径:从高分辨影像到分子精准医学吴炜;王怡宁;代静文;金征宇;张抒扬【摘要】原发性心肌病的既往定义是一大类未明原因造成的心肌直接异常,而非继发于缺血、高血压、糖尿病、甲状腺功能亢进等因素.其临床诊断路径局限于描述心肌损害以后造成的心脏结构与功能异常,如扩张、肥厚、限制以及收缩性或舒张性心力衰竭等.随着诊断技术的进步,尤其是高分辨影像技术和分子精准医学的突破性进展,先前的原发性心肌病定义以及诊断路径已不能满足临床需求.新时代下,具有条件的大型医学中心应采用新的临床诊断路径,其内容涵盖高分辨影像与遗传学分析,可为原发性心肌病提供更为充分的影像与精准医学信息,并为后续的影像组学分析、基因治疗、靶向药物研发、遗传学咨询等创造条件.【期刊名称】《协和医学杂志》【年(卷),期】2019(010)001【总页数】5页(P6-10)【关键词】原发性心肌病;临床路径;高分辨影像;精准医学【作者】吴炜;王怡宁;代静文;金征宇;张抒扬【作者单位】中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院心内科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院放射科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院放射科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院放射科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院心内科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院罕见病研究中心,北京100730【正文语种】中文【中图分类】R445;R542.2原发性心肌病范畴广泛,包括遗传基因缺陷、心肌代谢异常和/或不明原因造成的心肌受累性疾病,根据临床表现和心脏结构功能特点可分为扩张型心肌病,肥厚型心肌病,限制型心肌病,左室致密化不全,致心律失常性右室心肌病[1- 2]以及糖原累积症、溶酶体病、线粒体病等累及心脏造成的心肌损害。
与高血压、冠状动脉硬化性心脏病等常见心脏相关疾病相比,原发性心肌病具有以下4大特点:(1)发病率相对较低;(2)显著的家族聚集性(遗传性);(3)多以中青年心力衰竭和/或心源性猝死为主要表现;(4)诊治困难,往往误诊为缺血、高血压等引起的继发性心肌损害。
论文范文:基于内皮一间质转化的心肌纤维化细胞模型的建立和瓜蒌薤白白酒汤的应用前言一、心肌纤维化与内皮-间质转化(EndMT)心肌纤维化(myocardial fibrosis, MF)是临床一种常见病,指在心肌的组织结构中胶原纤维过量积聚、其胶原浓度显著升高或胶原容积分数(CVF)显著增加。
心肌纤维化是在现代医学研究基础上提出的病理名称,在许多心脏病如:高血压性心肌肥厚、冠心病心梗后的心肌重塑、糖尿病性心脏病、限制型心肌病、扩张型心肌病、风湿性心脏病、先天性心脏病等均存在不同程度的心肌纤维化。
根据其特性,中医学可将心肌纤维化归属于“胸搏”范畴,病情发展可逐步导致“心悸”、“喘证”、“水肿”等。
心肌纤维化的发展过程中都会伴随心肌间质网络的重构,纤维化与心室重构的并存将使心脏的舒张功能、收缩功能严重受损,对心脏产生显著的负面影响,最终导致难治性充血性心力衰竭。
心肌纤维化的起点是各种原因所致的心脏实质细胞(心肌细胞)的变性、坏死、调亡或仅仅是亚细胞结构或生化、代谢方面的改变,继而激活相应的巨唾细胞及其它细胞,产生和释放多种活性因子(细胞因子、生长因子等),进而激活心肌组织中的细胞外基质(extracellular matrix, ECM)生成细胞,生成心肌ECM的细胞为各种心肌间质细胞。
心肌纤维化涉及各种各样的原始病因,其调控机制受诸多因素影响,形成机制非常复杂,近年来内皮一间质细胞转化(endothelial-mesenchymal transition, EndMT) 越来越受到广大学者的关注,在心肌纤维化过程中发挥着关键作用。
EndMT是上皮--间质转化的一种形式,通过内皮细胞的分解、改变表型、迁移到周围组织中,其特征是内皮细胞标志CD31、VE-cadherin的丢失和问质细胞标志SMA、vimentin的上调,以及procollagen I和FSP1的上调。
在正常情况下,EndMT存在于胚胎时期心脏的形成阶段,通过内皮--间质转化,心内膜形成了心间质细胞,而后进一步形成了成人心脏的房室塾、原始瓣膜和心隔,而这一过程受TGFP和BMPs的调控现代研究表明,心肌纤维化过程中EndMT起着很重要的作用。
项目摘要1项目所属科学技术领域:心血管疾病防治主要技术内容:采用动物模型结合体外细胞培养的研究设计,应用组织形态学、分子病理学、分子生物学、细胞生物学、生物化学、分子免疫学等学科的技术手段与方法,研究探讨了N-乙酰基-丝氨酰-天门冬酰-赖氨酰-脯氨酸(AcSDKP)防治心肌梗死后心脏纤维化的作用及其机制。
主要研究结果与特点:1.AcSDKP能够预防和消退大鼠心肌梗死后心脏间质和血管周围胶原的聚集,证实了AcSDKP对心肌梗死后心脏纤维化具有较好的防治作用。
2.AcSDKP能够抑制由PDGF、TGF-β1诱导的心脏成纤维细胞增殖、胶原的合成与Ⅰ型、Ⅲ型胶原的表达,并通过增加了MMP-1、MMP-2和MMP-9酶活性或表达以及上调MMP-1/TIMP-1比值促进了胶原的降解。
从调节胶原合成与降解的双重角度,阐明了AcSDKP防治心脏纤维化的作用机制。
3.AcSDKP能够阻断PDGF诱导的ERK1/2信号转导通路并抑制心脏成纤维细胞的增殖和胶原蛋白的表达,从信号转导通路调节的方面更深层次探讨了AcSDKP拮抗心脏纤维化作用的机理。
推广应用情况:研究成果自?年起开始在??医院应用病例数??,效果??年起推广到???医疗效果??用医学术语表述清楚。
“论文”发表在核心期刊的总篇数、《杂志名称》等促进科技进步作用及效益情况:揭示AcSDKP具有防治心肌梗死后心脏纤维化的作用并阐明其作用机制。
对于心血管疾病的防治具有重要的理论指导意义和临床的现实意义。
也为AcSDKP未来研发为新型的ACEI类的药物提供了重要的理论和实验依据。
项目摘要2项目所属科学技术领域:小儿神经内科学主要技术内容:采用前瞻性随机对照、临床与动物实验结合方法,研究常用的抗癫痫药物托吡酯(TPM)卡马西平(CBZ) 和丙戊酸钠(VPA)单药治疗儿童原发性癫痫的疗效、安全性及对体格、智力发育的影响和对戊四氮点燃的大鼠癫痫动物模型抗惊厥发作的作用及对脑保护作用,研究发现:1、TPM、CBZ、VPA对儿童原发性癫痫均有较好的治疗效果,与动物试验的结果相吻合。
S100A4在TGF-β1诱导的心肌纤维化中的作用研究摘要目的:本研究旨在探讨S100A4在TGF-β1诱导的心肌纤维化中的作用及其相关机制。
方法:采用体外培养心肌成纤维细胞(CFs),添加TGF-β1进行诱导纤维化实验。
利用siRNA技术减少CFs中S100A4的表达水平,并进行相关实验分析。
使用Western blot、荧光定量PCR(qPCR)等方法检测CFs中相关蛋白及基因的表达情况。
采用免疫荧光染色法观察细胞形态变化。
结果: TGF-β1诱导的心肌成纤维细胞表达S100A4,并且S100A4的表达显着升高。
采用siRNA技术减少S100A4的表达后,TGF-β1诱导的CFs的纤维化水平显著下降。
同时,siRNA靶向S100A4的表达会导致α-SMA、FN及COL1A2等心肌纤维化标志物的表达下降。
此外,TGF-β1可以促进CFs产生EMT现象,而S100A4的敲除可抑制CFs的EMT并阻止TGF-β1诱导的CFs的转移。
结论:S100A4在TGF-β1诱导的心肌纤维化中扮演着重要的作用,通过调节FN、COL1A2和α-SMA的表达实现了对心肌纤维化的调控作用。
S100A4也可以通过调节心肌细胞的EMT过程来实现其负向调控功能。
这些结果为进一步探讨心肌纤维化的机制提供了新思路。
关键词:S100A4;心肌纤维化;TGF-β1;α-SMA;FN;COL1A2;EMTIntroduction心肌纤维化是许多心脏疾病的共同特征,如高血压、冠心病、心肌梗死等。
心肌纤维化是指心肌组织中成纤维细胞(CFs)的大量积聚和胶原沉积所引起的疾病状态。
虽然一些综合治疗(如ACE抑制剂和β受体拮抗剂)和受损心肌组织的再生能力已被证实对心肌纤维化的治疗有益,但我们仍然需要更深入的理解心肌纤维化的机制以及如何更好地干预和治疗。
S100A4是一种小型钙结合蛋白,已知其在许多肿瘤中具有促进转移和生长的作用。
在最近的研究中,发现S100A4在TGF-β1诱导的心肌纤维化中也扮演重要的角色。
阿芬太尼调节SphK 1/S 1P 信号通路对急性心肌梗死大鼠心肌纤维化的影响Δ肖锦亮*,邹雪,但家朋 #[荆州市中心医院(长江大学附属荆州医院)麻醉科,湖北 荆州 434000]中图分类号 R 965;R 542.2+2 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2024)08-0955-06DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2024.08.10摘要 目的 探究阿芬太尼(ALF )调节鞘氨醇激酶1(SphK 1)/1-磷酸鞘氨醇(S 1P )信号通路对急性心肌梗死(AMI )大鼠心肌纤维化的影响。
方法 取雄性SD 大鼠,采用左冠状动脉前降支结扎法构建AMI 模型,并将造模成功的大鼠随机分为AMI 模型组(Model 组)和低剂量ALF 组(ALF-L 组,予0.25 mg/kg ALF )、高剂量ALF 组(ALF-H 组,予0.5 mg/kg ALF )、高剂量ALF+SphK 1激活剂组(ALF-H+K 6PC-5组,予0.5 mg/kg ALF+1 μg/g K 6PC-5),同时设置仅进行开/关胸操作而不作左冠状动脉前降支结扎的假手术组(Sham 组),每组15只。
各药物组大鼠腹腔注射相应药液,每天1次,连续4周。
末次给药12 h 后,检测各组大鼠的心功能指标[左室收缩压(LVSP )、左室射血分数(LVEF )、左室收缩期内径(LVSD )、左室短轴缩短率(LVFS )],观察其心肌梗死情况、心肌组织病理改变和纤维化程度,检测其血清脑钠肽(BNP )、心肌肌钙蛋白Ⅰ(cTn Ⅰ)水平以及心肌组织中Ⅰ型胶原蛋白(collagen Ⅰ)、collagen Ⅲ、基质金属蛋白酶2(MMP-2)、SphK 1、S 1P 蛋白的表达水平。
结果 与Sham 组比较,Model 组大鼠心肌组织细胞排列紊乱,可见大量炎症细胞浸润;LVSP 、LVFS 、LVEF 均显著降低(P <0.05);LVSD ,心肌梗死面积、心肌组织胶原容积分数,血清BNP 、cTn Ⅰ水平,心肌组织中collagen Ⅰ、collagen Ⅲ、MMP-2、SphK 1、S 1P 蛋白的表达水平均显著升高或增大(P <0.05)。
无创心肌做功技术在急性心肌梗死后左室重构中作用的研究进展贺诗岚1,李天亮2摘要 急性心肌梗死后心室重构是影响病人病死率的主要原因,评估和预防左室重构对改善心室功能及临床预后具有重要的意义㊂无创心肌做功是近年来发展的一种评估心肌收缩功能的技术,可定量分析整体和节段心肌做功,预测左室重构的发生,为临床提供了新的评估参数和方法㊂综述无创心肌做功技术在急性心肌梗死后左室重构中作用的研究进展㊂关键词 急性心肌梗死;心室重构;无创心肌做功;综述d o i :10.12102/j.i s s n .1672-1349.2023.04.016 急性心肌梗死指各种原因导致冠状动脉绝对或相对狭窄,相应供血区域缺血坏死的心血管急危重症㊂据统计,我国2016年急性心肌梗死城市地区标化发病率为99.89/10万~50.12/10万,农村地区标化发病率为32.68/10万~43.51/10万,急性心肌梗死死亡率为66.71/10万,严重影响国民生活质量[1]㊂大面积透壁性心肌梗死引起左室结构复杂改变,包括梗死区和非梗死区,这些改变通常称为心室重构,而这种重构可影响心室功能,导致心力衰竭[2],从而影响病人预后㊂早期经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention ,PCI )开通 罪犯血管 对挽救损伤区的心肌细胞及梗死区的冬眠心肌细胞有积极作用,认为是降低急性心肌梗死早期病死率的主要干预手段㊂血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI )㊁血管紧张素受体阻滞剂㊁β受体阻滞剂和盐皮质激素受体拮抗剂在心肌梗死病人中广泛使用,且证实是有效的[3]㊂部分心肌梗死病人发生心力衰竭,且发生率增高[4]㊂因此,如何评估㊁预防或治疗心室重构,评价并改善心室功能显得尤为重要㊂临床评估左室收缩功能的参数是左室射血分数(LVEF )及整体纵向应变(GLS ),LVEF 的测定有助于指导临床决策,GLS 是评估轻度收缩功能障碍的敏感参数㊂然而,这些方法的局限性之一是依赖于心室后负荷,不能提供有关心室做功效率的信息㊂无创心肌做功是采用斑点追踪技术得到的应变值与无创左心室压力(left ventricular pressure ,LVP )结合得到的[5]㊂心肌做功参数提供的诊断信息多于LVEF 和GLS 获得的信息,心肌做功参数考虑到后负荷因素,且可测量心肌做功效率,该方法既可用于计算心肌整体做功效作者单位 1.山西医科大学(太原030001);2.山西省心血管病医院(太原030024)通讯作者 李天亮,E -mail :****************引用信息 贺诗岚,李天亮.无创心肌做功技术在急性心肌梗死后左室重构中作用的研究进展[J ].中西医结合心脑血管病杂志,2023,21(4):673-676.率,也可用于计算各节段心肌做功效率[6]㊂有研究显示,此方法对各种心血管疾病的评估有一定优势,具有良好的应用前景[7]㊂综述无创心肌做功技术在急性心肌梗死后左室重构中作用的研究进展㊂1 急性心肌梗死与左室重构急性心肌梗死后心室重构是指急性心肌梗死后心室持续发生大小㊁形态㊁结构和功能的变化过程,表现为左心室扩大㊁LVEF 降低和/或局部室壁活动异常,是决定急性心肌梗死后心脏事件发生率和远期预后的主要因素㊂病人出现心力衰竭症状之前,心室重构多表现为无症状的结构和功能异常(心脏收缩或舒张功能不全),其病理基础为心肌纤维化(包括替代性纤维化和反应性纤维化)[8],两者均由成纤维细胞和肌成纤维细胞介导㊂替代性纤维化即瘢痕形成,是预防缺血损伤后心室壁破裂的关键过程㊂然而,后期由于心室内压力不均匀㊁炎症反应及神经内分泌机制等因素,引起非梗死区反应性纤维化,包括梗死边缘缺血或损伤区及远离梗死区域的正常心肌组织,导致心室顺应性降低及室壁僵硬度增加,从而影响心排血量㊂除对心脏收缩力的影响外,纤维瘢痕和间质纤维化同时干扰心脏的正常电生理活动,从而诱发心律失常㊂早期心室重构常在急性心肌梗死后24~72h 内发生,由于心肌细胞坏死引起梗死部位室壁变薄,在心室内压力作用下,心肌纤维被拉长,梗死面积扩大,超声表现为心室腔扩张,心室容积增加㊂心肌梗死伸展或称心肌梗死扩展是早期心室结构改变的基础,早期心室结构改变指梗死区心肌持续的㊁不成比例的变薄和扩张,不伴有坏死心肌数量的增加[9]㊂此过程在大面积透壁性心肌梗死病人中常见,表现为心室结构扭曲[10],胸骨旁短轴切面运动消失或运动障碍的室壁节段超过正常上限[11],易出现心肌梗死后并发症,如充血性心力衰竭㊁室壁瘤形成等,严重者由于扩张区域变薄,在胶原沉积和瘢痕形成之前无法维持心室壁的完整性,发生心脏破裂[12],故病人死亡率和发病率均增加㊂与左心室其他节段相比,前壁心尖段更易发生透壁性心肌梗死,由于此区域较薄,曲率较大,梗死扩张更常见[13]㊂心肌梗死延展即坏死心肌数量增加,实际是一种早期再梗死的表现,是与原梗死区无关的另一支动脉阻塞或同支动脉的再次阻塞所致,因此常见于梗死范围小的病人㊂晚期心室重构主要表现为非梗死区心肌细胞肥大㊁凋亡和弥漫性纤维化,通常在数周内(偶尔在数月内)发生,晚期心室重构个体化差异大,可延续数月甚至1年㊂有研究表明,急性心肌梗死后心室扩张过程与继发性容量负荷过载引起进行性左室离心性肥大模型相似,心室压力-容积曲线右移[14],此过程可作为对功能障碍的反应,其严重程度反映了心肌梗死引起的原发性损害程度㊂防止或最小化梗死后心室容积的增加及由此对预后带来的不利影响,其中有效的方法是限制最初的心肌损伤㊂急性再灌注治疗可恢复梗死区域血流,减轻心室扩张程度,改善预后㊂2急性心肌梗死后左室重构的预测心肌梗死伸展增加了左室收缩和舒张末期容积,从而增加室壁应力,刺激心肌肥厚,引起左室重塑,最终结局为心脏舒张及收缩功能严重下降,甚至出现顽固性心力衰竭[15]㊂故心室扩张的过程受3个相互依赖的因素影响,即梗死面积㊁梗死愈合和心室壁应力㊂心肌梗死面积是心肌梗死后左室重构和功能障碍的主要决定因素[16],同时也是心肌梗死预后的有力预测因素[13]㊂心肌梗死面积的评估可通过多种方法实现,包括心脏生物标志物的量化[17]㊁二维超声心动图评估LVEF㊁室壁运动评分指数(WMSI)及对比增强磁共振成像㊂肌酐磷酸激酶或肌钙蛋白T水平测量已广泛应用于临床,有研究表明,射血分数的降低与血清肌酐磷酸激酶对心肌梗死面积的估计有关[18],但其预测左室重构的准确性不高,对比增强磁共振成像可准确量化心肌梗死后心肌瘢痕的程度,已成为较多随机临床试验评估心肌梗死面积的金标准㊂然而,这种成像技术不可用于床旁,且在某些病人中可能是不可用的㊂相比之下,超声心动图在急性心肌梗死病人中应用广泛,因此已成为心肌梗死后危险分层的首选检查技术㊂心肌梗死后早期测量的LVEF和WMSI是梗死面积的有效替代指标,已成为左室重构和临床结局的预测指标[19]㊂二维超声心动图对这些参数的量化存在局限性,如左室几何对称的假设㊁观察者内和观察者间变异性及观察者对室壁运动的判别能力㊂新型超声心动图成像技术,如斑点追踪成像技术,通过追踪心肌的位置变化,定量分析心肌在各个方向的运动及变形,从而提供心肌组织功能的信息[20],可增加LVEF和WMSI对预测ST段抬高型心肌梗死后的左室功能恢复和临床结局价值[21]㊂有研究表明,在心肌梗死急性期,根据左室GLS中位数(-15.0%)对病人进行分层,GLS受损病人在随访时可能表现为左室扩大;在3个月和6个月的随访中,左室GLS>-15.0%与显著增大的左室容量独立相关㊂肌钙蛋白水平和室壁运动异常预测左室进一步扩张中,基线左室GLS具有增量价值[22]㊂上述方法测量左室容积和左室收缩功能时未考虑负荷依赖性[23]㊂梗死节段的最终收缩力取决于受负荷条件影响的周围心肌剩余活力[24]㊂高水平的后负荷可降低正常和缺血节段的左心室纵向应变[23],故不能真实地反映左心室收缩力[25]㊂无创心肌做功是一种新技术,通过无创的压力-应变环评估整体和局部心肌的做功表现,该测量数值来自应变数据和无创肱动脉压,因此考虑到左心室后负荷㊂在临床研究中,使用无创性左心室压力曲线与微压计导管测量的有创性LVP得到的压力-应变环面积显示出较强的相关性和较好的一致性[26]㊂据报道,左室重构时能量代谢发生改变,从有氧(游离脂肪酸)代谢转变为无氧(葡萄糖)代谢,三磷酸腺苷(ATP)产量较低,减少了心肌收缩[27]㊂有研究表明,使用F18氟脱氧葡萄糖的正电子发射断层扫描评估无创性心肌做功指数与局部心肌葡萄糖(无氧)代谢有较强的相关性[26]㊂因此,由于持续无氧心肌代谢,左室重构病人的无创性心肌做功指数受损可能常见㊂在心肌梗死后未出现左室重构但无创性心肌做功指数受损的病人中,可能存在受损(持续无氧)心肌代谢,导致后期的左室重构,尽管多数心肌梗死病人随访前3~6个月未出现左室重构,仍有部分病人随访6个月后可能出现左室重构[28]㊂已有研究报道,应变和室壁应力可预测左室重构[29]㊂心肌缺血病人表现为收缩力改变㊁收缩不同步和无用功增多㊂正常心脏的左心室收缩㊁左室节段做功有助于收缩功能;相反,心肌梗死后梗死节段被远端非梗死节段拉长,导致非梗死区域心肌细胞肥大和伸长,导致室壁质量增加,左心室容积增大,无用功增加㊂有研究显示,与未发生左心室重构病人相比,随访3个月时,左室重构病人表现出较高的无用功值[30]㊂心肌梗死相关冠状动脉的分布在左心室重构病人和无左心室重构病人之间无差异,提示影响左前降支供应节段的有用功及无用功可能是重构过程的重要因素,而与梗死相关的冠状动脉无关[31]㊂有研究显示,心肌梗死病人接受直接PCI和最佳药物治疗后,出院前犯罪血管支配区域的局部心脏做功指数与早期不良左室重构独立相关[32],因此,其作为一种新型反映整体和局部心肌功能的指标,可预测心肌梗死后左室重构和院内并发症[31]㊂3无创心肌做功技术的测量方法无创心肌做功指数可用压力-应变环(pressure-strain loop,PSL)面积计算,包括整体左室做功及各节段心肌做功㊂由于功是基于力和长度的测量,不是压力和应变,因此PSL是一个指数,而不是传统定义上的功[33]㊂PSL面积的计算需使用斑点追踪超声心动图(strain Doppler echocardiography,STE)测量左室纵向应变,输入采用袖带法测量的肱动脉收缩压㊂因此,心肌做功分析依赖于STE获得的图像质量及应变值的准确性㊂无创的LVP曲线是由一条平均压力曲线的轮廓估计所得,该曲线汇集了多种不同心脏疾病病人的有创LVP,通过调整瓣膜启闭时间及左室收缩压峰值,使标准化的LVP曲线个体化㊂瓣膜启闭时间通过直接观察心尖三腔心切面的二维图像,也可通过二尖瓣口和主动脉瓣口的多普勒血流速度获得㊂结合LVP和应变得到心肌做功的节段值和整体值㊂心肌节段心肌做功分布可用靶心图表示,所有节段心肌做功的平均值得到整体心肌做功㊂心肌做功的相关指标均可用于评估节段和整体心肌功能[34]:心肌做功指数(myocardial work index, MWI)㊁心肌做功效率(myocardia work efficiency, MWE)㊁有用功或有效功(constructive work,CW)㊁无用功或无效功(wasted work,WW)㊁正向功(positive work,PW)㊁负向功(negative work,NW)㊁收缩期有用功或有效功(systolic constructive work,Sys CW)㊁收缩期无用功或无效功(systolic wasted work,Sys WW)㊂CW是指在收缩期某节段缩短时所做的功,有助于心室射血;WW是指该节段在收缩期拉长和等容舒张期缩短所做的功,代表一个心动周期中能量的损失;WE的计算方法是CW/CW+WW,即CW与CW 和WW之和的比值㊂一项多中心研究结果显示,研究对象中男85名,女141名,年龄(45ʃ13)岁,男性和女性的MWI最低值分别为:整体做功指数(global work index,GWI)分别为1270mmHg%(1mmHg=0.133kPa)和1310 mmHg%,整体有用功(global constructive work, GCW)分别为1650mmHg%和1544mmHg%,整体做功效率(global work efficiency,GWE)分别为90%和91%;整体无用功(global wasted work,GWW)的最高值男性为238mmHg%,女性为239mmHg%;男性GWE值较低,而GWW值较高;随着女性年龄的增长, GWI和GCW均显著增加[35]㊂有研究分别从226名(NORRE研究)和115名健康受试者报道的左室心肌做功参数参考值中观察到性别差异,即健康女性的心肌做功高于男性,而心肌做功与年龄的关系尚未明确,需进一步研究[36]㊂上述心肌做功正常值范围仅是国外的研究结果,由于人种差异,因此符合我国的心肌做功正常参考值需大规模㊁多中心研究支持[37]㊂4小结与展望心肌梗死后心室结构的急性和长期变化(心室重构)是影响心室功能和存活的重要过程㊂限制梗死范围㊁促进瘢痕形成㊁减少或防止梗死面积扩大㊁降低室壁应力等方法有利于维持心肌梗死区心室结构改变㊂尽管人们对心肌梗死初期损伤的限制给予了足够关注,但隐匿的心室重构也对梗死后最终结局产生了重要影响㊂心肌做功作为一种新型无创心肌功能的评估技术,结合了心肌应变与动脉压力,提供了一种预测左室重构和临床结局的方法,为早期急性心肌梗死的治疗方案㊁干预手段及预后评估提供了可靠的数据支持,以期在临床工作中广泛使用㊂参考文献:[1]胡盛寿,高润霖,刘力生,等.‘中国心血管病报告2018“概要[J].中国循环杂志,2019,34(3):209-220.[2]何奔,韩雅玲.中国ST段抬高型心肌梗死救治现状及应有对策[J].中华心血管病杂志,2019,47(2):82-84.[3]雍婧雯,王志坚,林徐泽,等.急性心肌梗死患者患病构成比及住院死亡率变化趋势[J].中华心血管病杂志,2019,47(3):209-214. 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多参数心脏磁共振评价糖尿病心肌病的研究进展文苗1,杨智2,蒋小凤2,付兵2*1.川北医学院附属医院放射科,四川南充637002;2.成都市第五人民医院放射科,四川成都611130;*通信作者付兵【基金项目】四川省卫生健康委员会科研课题(20PJ216);成都市科技局课题(19-YF05-00111-SN)【摘要】糖尿病心肌病的主要病理变化表现为心肌细胞肥大、微循环障碍、弥漫性间质纤维化以及局灶性替代性纤维化。
多参数心脏磁共振能够无创性及“一站式”定性和定量评估心肌病变,是识别糖尿病心肌病最有希望和前景的技术。
因此,通过多参数心脏磁共振评价早期糖尿病心肌病患者的心肌损伤,对糖尿病患者的远期生存质量及预后判断具有重要临床意义。
本文就心脏磁共振对糖尿病心肌病的研究进展进行综述。
【关键词】糖尿病;糖尿病心肌病;磁共振成像;心力衰竭;综述【中图分类号】R587.1;R542.2;R445.2 【DOI】10.3969/j.issn.1005-5185.2023.10.023Progress in Research of Cardiac Magnetic Resonance of Diabetic CardiomyopathyWEN Miao1, YANG Zhi2, JIANG Xiaofeng2, FU Bing2*Department of Radiology, Chengdu Fifth People's Hospital, Chengdu 611130, China; *Address Correspondence to: FU Bing; E-mail:【Abstract】The main pathological changes of diabetic cardiomyopathy are cardiac hypertrophy, myocardial microcirculation disorders, diffuse interstitial fibrosis and focal replacement fibrosis. Multiparametric cardiac magnetic resonance imaging is considered to be the most promising technique for identifying diabetic cardiomyopathy due to its ability to provide a non-invasive and “one-stop” qualitative and quantitative assessment of myocardial lesions. Therefore, evaluation of early myocardial injury by multiparametric cardiac magnetic resonance imaging is clinically important in determining the long-term quality of life and prognosis of diabetic patients. This article reviews the research progress of cardiac magnetic resonance imaging in diabetic cardiomyopathy.【Key words】Diabetes mellitus; Diabetic cardiomyopathy; Magnetic resonance imaging; Heart failure; ReviewChinese Journal of Medical Imaging, 2023, 31 (10): 1117-1121糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一种以高血糖、高胰岛素血症和胰岛素抵抗为主要病理表现的慢性代谢性疾病。
肥厚型心肌病基因型与磁共振表型的关联性研究进展李元程;王杰;陈玉成【摘要】Hypertrophic cardiomyopathy (HCM) is an autosomal dominant hereditary disease with obviously phenotypic heterogeneity.In recent years, there were many studies on exploring the characteristics and relationships of genotypes and phenotypes in HCM patients, in order to provide theoretical basis for predicting the type of disease-causing genes and patients' prognosis based on imaging phenotype. At present, cardiac magnetic resonance imaging (CMR) plays an increasingly important role in the evaluation of HCM patients. This article reviews the research progress of characteristics and association between genotypes and CMR-phenotypes in the patients of HCM.%肥厚型心肌病是一种常染色体显性遗传性疾病, 其表型存在明显的异质性.近年来的许多研究一直致力于探究肥厚型心肌病基因型和影像表型的特点及关联, 进而为通过影像表型预测基因突变类型及患者预后提供理论依据.目前, 心脏磁共振成像技术在评价肥厚型心肌病中发挥着越来越重要的作用, 现综述国内外肥厚型心肌病的基因型与磁共振表型的特征以及其关联性分析的研究进展.【期刊名称】《心血管病学进展》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】5页(P157-161)【关键词】肥厚型心肌病;基因型;心脏磁共振【作者】李元程;王杰;陈玉成【作者单位】四川大学华西医院心血管内科,四川成都 610041;四川大学华西医院心血管内科,四川成都 610041;四川大学华西医院心血管内科,四川成都 610041【正文语种】中文肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)是一种主要表现为左室心肌不对称性肥厚的心肌病,其临床表现各异,主要表现为劳力性呼吸困难、胸痛、心悸、头昏、晕厥,可进展为心力衰竭,甚至发生猝死。
[收稿日期]㊀2019-12-10[修回日期]㊀2020-03-26[基金项目]㊀山西省回国留学人员重点科研资助项目(2015-重点5)[作者简介]㊀韩冰清,硕士研究生,研究方向为心力衰竭,E-mail 为1062646850@㊂通信作者白春林,主任医师,硕士研究生导师,研究方向为心力衰竭,E-mail 为bcl602@㊂[文章编号]㊀1007-3949(2021)29-01-0087-06㊃文献综述㊃肠道菌群代谢产物与心肌纤维化关系的研究进展韩冰清1,白春林2(1.山西医科大学,山西省太原市030001;2.山西医科大学第二医院心血管内科,山西省太原市030013)[关键词]㊀心肌纤维化;㊀肠道菌群代谢产物;㊀发病机制[摘㊀要]㊀心肌纤维化(MF )以细胞外基质积聚㊁成纤维细胞活化㊁转化为肌成纤维细胞为特征,是心脏损伤后心脏重构的特征之一,MF 包括两种基本类型:反应性纤维化和修复性纤维化,在心室重构的过程中,两种纤维化常合并存在,MF 可导致充血性心力衰竭㊁恶性心律失常和猝死,成为心室重构持续发展和难以逆转的重要原因㊂一些研究表明,肠道菌群代谢产物,包括氧化三甲胺㊁短链脂肪酸㊁吲哚氧基硫酸盐和对甲酚硫酸盐等参与到心肌纤维化的过程中并起到了重要的作用,有望成为治疗心力衰竭的新靶点㊂本文将对肠道菌群代谢产物在心肌纤维化中的作用机制进行阐述,同时介绍通过干预肠道菌群改善心肌纤维化的研究进展㊂[中图分类号]㊀R5[文献标识码]㊀AResearch progress on the relationship between metabolites of intestinal microflora and myocardial fibrosisHAN Bingqing 1,BAI Chunlin 2(1.Shanxi Medical University ,Taiyuan ,Shanxi 030001,China ;2.Department of Cardiology ,the Second Hospital of Shanxi Medical University ,Taiyuan ,Shanxi 030013,China )[KEY WORDS ]㊀myocardial fibrosis;㊀metabolites of intestinal flora;㊀pathogenesis[ABSTRACT ]㊀㊀Aim ㊀Myocardial fibrosis(MF)is characterized by extracellular matrix accumulation,fibroblast acti-vation,and transformation into myofibroblast,which is one of the features of cardiac remodeling after cardiac injury.㊀MF includes two basic types:reactive fibrosis and repair fibrosis.㊀Two kinds of fibrosis often coexist in the process of ventric-ular remodeling.㊀MF can lead to congestive heart failure,malignant arrhythmia and sudden death,and become an impor-tant cause of sustainable development and irreversible ventricular remodeling.㊀Some studies have shown that metabolites of intestinal flora,including trimethylamine oxide,short chain fatty acids,indole oxyl sulfate and p cresol sulfate,are in-volved in the process of myocardial fibrosis and play an important role in the treatment of heart failure.㊀It is expected to become a new target for the treatment of heart failure.㊀In this paper,the mechanism of intestinal flora metabolites in myo-cardial fibrosis is described,and the research progress of improving myocardial fibrosis by intervention of intestinal flora isalso introduced.㊀㊀心力衰竭(heart failure,HF)是多种心血管疾病的终末期表现,也是导致心血管疾病患者死亡的主要原因㊂心力衰竭的进展部分源于心肌纤维化的发展㊂ 心力衰竭肠道假说 认为心力衰竭时肠道缺血和水肿造成的肠道菌群移位和循环内毒素水平升高,增强了炎症反应和氧化应激,从而加重了心力衰竭㊂目前这方面研究尚处于初级阶段,对于肠道菌群及其代谢产物作用于心力衰竭的具体机制尚未阐明㊂本文将对肠道菌群代谢产物在心肌纤维化中的作用机制进行阐述㊂1㊀肠道菌群及其代谢产物的概述人体肠道含有数万亿个微生物细胞,是人体健康生理生态系统的重要组成部分㊂这些细菌㊁真菌㊁古菌和病毒的群落通常被统称为 微生物区系 ,它们的基因组被称为 微生物组 [1]㊂根据对人体的影响,这些细菌大致可分为三类:①生理细菌(与宿主共生),如双歧杆菌㊁乳酸菌;②有条件的病原体,例如肠杆菌科㊁肠球菌;③病原体,如变形杆菌㊁金黄色葡萄球菌㊂肠道内的微生物群在维持人体健康的过程中起到了重要的作用,并通过不同的途径影响宿主,它作为一个具有巨大代谢能力的生物反应器,在许多生物学功能中与宿主协同形成一个共生的哺乳动物超生物体[2]㊂肠道微生物群结构的改变可能会对宿主生物化学途径和代谢网络的调控产生重要影响㊂美国的一项全国性分析显示,心力衰竭患者的迪氏梭状芽孢杆菌感染率较高,并与明显较高的住院死亡率有关[3]㊂而在另一项基于宏基因组学和代谢组学的慢性心力衰竭患者肠道菌群的研究中表明,普拉梭菌减少而活泼瘤胃球菌增加是慢性心力衰竭患者肠道菌群紊乱最为重要的特征,普拉梭菌是肠道中丰度最高的产丁酸盐菌,丁酸盐在抗炎和维持肠道屏障功能完整性中具有极为重要的作用㊂而活泼瘤胃球菌具有促炎特性,进一步加剧慢性心力衰竭患者的慢性炎症状态[4]㊂肠道菌群可产生一些具有生物活性的代谢产物,这些具有生物活性的代谢产物可以被肠黏膜细胞吸收使用,或者被吸收入血液循环后运送到肝脏,在那里被转化㊂这些代谢产物主要来源于2种参与食物消化的分解代谢途径,第一条代谢途径为糖代谢途径,在此途径中,肠道微生物群分解糖并产生大部分短链脂肪酸(short-chain fatty acid, SCFA);第二条分解代谢途径为蛋白质代谢途径,此途径可生成氨㊁各种胺㊁硫醇㊁酚类㊁吲哚及少量SC-FA,其中一些代谢物主要由肾脏清除,被称为尿毒症毒素[5-6]㊂2㊀肠道菌群代谢产物与心肌纤维化2.1㊀氧化三甲胺研究表明,膳食中的胆碱和L-肉碱可以通过肠道微生物代谢为三甲胺(trimethylamine,TMA),随后,TMA被吸收入血并通过门静脉循环进入肝脏,并迅速被肝Flavin单加氧酶(flavin monooxygenase enzyme,FMO)家族,特别是FMO3氧化为氧化三甲胺(trimethylamine oxide,TMAO)[7]㊂在Cui等[4]的研究中发现,慢性心力衰竭患者的肠道菌群中与脂多糖合成㊁色氨酸代谢㊁脂类代谢以及氧化三甲胺生成相关的细菌基因呈显著增加,且细菌的胆碱三甲胺裂解酶(TMAO生成的关键酶)的基因呈显著增加㊂多项研究表明,升高的TMAO水平与心血管不良结果的风险增加有关,包括心脏病发作和死亡风险[8-9]㊂有动物模型研究结果表明,在心肌梗死的小鼠模型中,TMAO和高胆碱饲料对小鼠心功能和心肌纤维化均有明显影响,其机制可能为通过促进成纤维细胞向肌成纤维细胞的转化,从而激活转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)受体I/Smad2通路,TMAO增加了TGF-βRI的表达,促进了Smad2的磷酸化,上调了α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)和I型胶原的表达,降低了新生鼠成纤维细胞中TGF-β受体I的泛素化,TMAO还能抑制Smurf2的表达[10]㊂而Li 等[11]的研究也证实了TMAO可以直接引起心肌肥厚和纤维化,主动脉缩窄(transverse aortic constriction,TAC)诱导的大鼠心肌肥厚模型血浆中TMAO水平显著升高,TMAO在体内外直接刺激心肌肥厚和纤维化,抗体治疗可降低TAC大鼠血浆TMAO水平,减轻心肌肥厚,在TMAO诱导的心肌肥厚中,Smad3信号被激活,Smad3抑制剂SIS3对Smad3的抑制作用可减弱TMAO所致的心肌肥厚㊂此前一项动物模型研究表明,给予主动脉缩窄致心力衰竭的小鼠模型高胆碱饮食或含有TMAO的饮食12周后,评估心脏和血管纤维化及心脏脑钠素㊁胆碱和TMAO水平的血样㊂与对照组相比,喂食TMAO或胆碱补充饮食的小鼠肺水肿㊁心脏增大和左心室射血分数明显差,心肌纤维化也明显更大[12] (图1)㊂但Tomasz等[13]研究表明,在自发高血压大鼠模型中,血浆TMA升高4~5倍不会对循环系统产生负面影响,相反,增加的饮食TMAO似乎降低了大鼠在压力超负荷的心脏中的舒张期功能障碍㊂其机制可能为TMAO与心脏蛋白的相互作用,即TMAO作为压电电解质使大鼠心肌细胞对于心室舒张收缩期变化所引起的静水压变化具有更强抵抗力,从而使心肌细胞的生物力学功能得以保存,纤维化程度降低㊂既往研究表明,TMAO在增加的静水压力的条件下稳定脱氧核糖核酸(DNA)[14],而暴露在高静水压力和(或)渗透压下的生物体会积累TMAO,以保护其细胞免受渗透压力和静水压力的胁迫[15-17]㊂因此,TMAO对心肌纤维化的具体作用机制仍需进一步研究㊂2.2㊀肠源性尿毒症毒素色氨酸被大肠杆菌等肠道细菌转化为吲哚后进入肝循环,在肝细胞内由细胞色素P450介导的羟基化转化为吲哚酚,随后通过磺基转移酶在肝细胞中与硫酸盐结合生成硫酸吲哚酚(Indoleol sulfate,IS)[18],苯丙氨酸或酪氨酸由肠道细菌代谢为4-羟基苯乙酸,经脱羧反应生成对甲酚,随后在肝脏发生硫转移酶介导的硫酸化,形成对甲酚硫酸盐(P-cresol sulfate,PCS)[19],这些尿毒症毒素因与白蛋白结合而不容易被血液透析滤过㊂一项研究显示,进行血液透析的老年患者体内对甲酚硫酸盐的水平可以预测心血管事件的发生率和全因死亡率[20]㊂Yisireyili 等[21]的研究表明IS 具有促纤维化和促肥厚作用,高血压大鼠模型心脏和左心室质量增加,心肌细胞增大,纤维化面积增大,TGF-β1㊁I 型胶原和α-SMA 等纤维标记物染色增多㊂同时,一些研究表明,在IS 介导的肾大部切除术模型中,促纤维化基因和心脏成纤维细胞中的表达与核因子κB (nuclear factor kappa-B,NF-κB)㊁TGF-β1㊁凋亡信号调节激酶1(apoptosis signal-regulated kinase 1,ASK1)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activatedprotein kinase,MAPK )激活有关[22-24],也增加miRNA 21和miRNA 29b 在心肌梗死后的表达[25]㊂而体外的一些研究同样观察到肠源性尿毒症毒素的促肥厚作用㊂ASK1㊁细胞外调节激酶1/2(extra-cellular regulated kinase 1/2,ERK 1/2)㊁p38MAPKs 和NF-κB 活化被证明可介导IS 和PCS 诱导新生大鼠心肌细胞肥大和纤维化,同时还可引起心肌细胞的促肥厚基因,包括心房钠素和肌球蛋白重链,以及促纤维化基因如TGF-β1和结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)[26]㊂此外,AMP 激活的蛋白激酶-解偶联蛋白2信号也在IS 的影响下减弱,伴随着心房钠尿肽(atrial natriuretic factor,ANF)㊁脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)和β-肌球蛋白重链(beta myosin heavy chain,β-MHC)的上调[27],这可能是肠源性尿毒症毒素介导的肥大的另一个机制(图1)㊂图1.肠道菌群代谢产物影响心肌纤维化的机制肠道菌群通过两种主要的参与食物代谢的途径产生一些活性物质如短链脂肪酸㊁氨㊁各种胺㊁尿毒症毒素等,其中氧化三甲胺可通过激活TGF-β1/Smad 2及TGF-β1/Smad 3通路加重心肌纤维化,尿毒症毒素在激活NF-κB㊁TGF-β1㊁ASK1㊁MAPK 的同时还可减弱AMPK-UCP2信号来加重心肌细胞肥大和纤维化,而短链脂肪酸则通过上调TCAP 和TIMP4基因的表达及下调Egr1mRNA 基因的表达来减轻心肌纤维化㊂Figure 1.Mechanism of intestinal flora metabolites affecting myocardial fibrosis2.3㊀短链脂肪酸SCFAs 是由盲肠和近端结肠中的厌氧肠道细菌发酵膳食纤维(如非淀粉多糖和低可消化糖类)及少量蛋白质和多肽产生的[28],其中含量最丰富的是丁酸盐㊁乙酸酯和丙酸盐[29]㊂SCFAs 可作为肠黏膜细胞的能量来源,或者转移到循环中,为机体产生重要的热量和能量,还可以充当信号分子㊂丙酸和丁酸经肠道菌群合成后具有局部效应,可作为肠道黏膜细胞(丁酸盐)和通过不同机制激活肠糖异生物(丙酸盐)的主要能量来源[30-31]㊂SCFAs 的信号转导由G 蛋白偶联受体GPR41和GPR43介导,主要表达于脂肪组织㊁肠道和免疫细胞[32]㊂来自随机对照试验的两个独立荟萃分析的结果表明,摄入益生菌或膳食纤维引起的SCFAs 增加与高血压患者的血压降低有关[33-34]㊂在Cui 等[4]研究中显示,慢性心力衰竭患者的肠道菌群中,与包括甲酸盐㊁丙酸盐以及丁酸盐等在内的短链脂肪酸生成相关的细菌显著减低,并且发现在慢性心力衰竭患者的肠道菌群中生成丁酸盐关键酶(丁酰辅酶A /乙酸辅酶A 转移酶)的基因显著减少㊂一项动物研究表明,去氧皮质酮处理后的小鼠模型心脏和肾脏的质量比增加,左心室壁厚度和收缩尺寸较对照组明显增加,出现了广泛的血管周围和间质心脏纤维化[35]㊂高纤维饮食和醋酸纤维饮食均能显著降低左心室壁厚度的增加,高纤维处理使左心室舒张功能恢复到正常水平,醋酸纤维处理的小鼠模型左心室舒张功能恢复到或接近正常水平㊂其机制一方面可能为上调了对心脏病有预防作用基因的表达,如肌联蛋白capc(titin-capc,TCAP)和组织金属肽酶抑制剂4(tissue metallopepti-dase inhibitor4,TIMP4),并且下调了早期生长反应蛋白1(early growth response protein,Egr1)mRNA(心血管病理的主要调节因子)基因的表达(图1),另一方面可能为降低了小鼠模型的血压间接减轻了心肌纤维化㊂3㊀干预肠道微生物治疗心肌纤维化3.1㊀调节肠道微生物相关代谢产物既往已有动物实验证据表明,给予心力衰竭合并慢性肾衰竭的小鼠模型一定量的AST-120能吸附肠道内的TMA及吲哚硫酸酚,降低这些代谢产物在血液中的水平,从而延缓小鼠心室肥大及心肌纤维化进程[23]㊂最近的一项研究表明,在心力衰竭的犬模型中,使用AST-120降低血浆硫酸吲哚酯水平可以减轻心肌纤维化,改善心功能,且AST-120可以有效地抑制了TGF-β1的表达和ERK的磷酸化,但以上研究结果尚未在临床试验中进行验证[36]㊂3,3-二甲基-1-丁醇是一种胆碱类似物,存在于一些冷榨特级纯橄榄油中(地中海饮食的主要组成部分),通过抑制微生物的TMA裂解酶,降低TMA的产生,并降低高水平肉碱或胆碱饮食小鼠的TMAO水平可逆转高胆碱饮食对心功能的损害,从而辅助冠心病治疗,有望进入临床试验成为治疗冠心病的新药物[9,37-38]㊂3.2㊀饮食调节饮食模式通过为肠道微生物提供基质来影响肠道菌群的组成㊂目前,饮食调节是临床治疗慢性代谢性疾病的主要治疗手段㊂地中海饮食的主要组成部分包括水果㊁蔬菜㊁豆类㊁橄榄油㊁坚果㊁海鲜和葡萄酒㊂研究[39]表明,地中海饮食依从性较高的参与者粪便大肠埃希菌数较低,双歧杆菌与大肠杆菌的比例较高,白色念珠菌数和流行率较高㊂而鱼类和红肉含有高浓度的TMA前体和TMAO,并且,富含鱼和红肉的饮食还会改变肠道菌群的组成,如梭菌和前肠杆菌,从而提高血液中TMAO的水平㊂遵循地中海式饮食与SCFAs浓度增加及TMAO水平减低有关,地中海饮食依从性较高的个体粪便SCFAs浓度较高[39-40]㊂同时有研究表明,高纤维饮食和醋酸纤维饮食均能显著降低去氧皮质酮处理后的小鼠模型左心室壁厚度的增加,高纤维处理使左心室舒张功能恢复到正常水平,醋酸纤维处理的小鼠模型左心室舒张功能恢复到或接近正常水平[35]㊂然而,支持这些饮食与肠道菌群成分和代谢物变化之间相关性的大多数证据主要来自流行病学研究,需要进一步的研究以提高我们对饮食模式如何改变肠道菌群及其代谢产物的理解㊂3.3㊀益生菌与益生元乳酸菌㊁双歧杆菌是最常见的益生菌种类㊂最近一项研究证明,植物乳杆菌ZDY04通过调节毛螺旋菌属㊁丹毒丝菌科㊁拟杆菌科和牧斯皮氏菌属在小鼠体内的相对丰度而降低血清TMAO和盲肠TMA水平,而不影响肝脏FMO3的表达水平和代谢胆碱㊁TMA和TMAO[41]㊂益生元是通过选择性发酵导致肠道微生物群的组成和(或)活性特异性改变,赋予宿主健康的成分,包括菊粉㊁大豆低聚糖㊁低聚木糖㊁低聚异麦芽糖㊁乳果糖㊁焦糊精㊁膳食纤维㊁抗性淀粉以及其他不被消化的低聚糖㊂有动物实验表明增加益生元摄入有利于降低体脂㊁控制血糖,其可通过改善心血管疾病危险因素而延缓疾病进程[42-43],未来还需更多大规模临床㊁基础研究进一步探讨㊂4㊀小㊀结在过去的几年里,不断有证据表明肠道微生物群与心血管疾病之间存在着重要的联系,然而大多数研究都集中在微生物组成的特征化上,而不是它们的功能改变和下游物质㊂我们现在认识到,肠道微生物群依赖的代谢也可能导致代谢产物产生潜在的心血管不良影响,这些研究为预防和治疗心血管疾病提供了新的治疗策略,包括个性化的饮食干预㊁益生菌和益生元,而一旦确定生成它们的特定途径(例如TMA的产生),针对生成途径的药物也将具有多项潜在的治疗效果,包括减少许多高危人群(2型糖尿病㊁慢性肾脏病和HF患者)的肾功能下降㊁HF进展和不良结果㊂然而,目前仍需要强有力的前瞻性研究来验证这一新的治疗方法.同样需要强调的是,心脏代谢疾病很可能是由几种代谢物引起的,这些代谢物可能在不同的高或低易感性个体中造成不同程度的变化,而TMAO㊁肠源性尿毒症毒素㊁短链脂肪酸很可能只是 冰山一角 ㊂未来微生物产生的代谢物的鉴定以及它们是否与心脏代谢疾病有因果关系,将为改善心血管健康和预防提供令人兴奋的潜在的新机会㊂[参考文献][1]Cerf BN,Gaboriau RV.The immune system and the gut mi-crobiota:friends or foes?[J].Nat Rev Immunol,2010,10 (10):735-744.[2]Tremaroli V,Bäckhed F.Functional interactions between the gut microbiota and host metabolism[J].Nature,2012, 489(7415):242-249.[3]Mamic P,Heidenreich PA,Hedlin H,et al.Hospitalized patients with heart failure and common bacterial infections: a nationwide analysis of concomitant clostridium difficile in-fection rates and in-hospital mortality[J].J Card Fail, 2016,22(11):891-900.[4]Cui X,Ye L,Li J,et al.Metagenomic and metabolomic analyses unveil dysbiosis of gut microbiota in chronic heart failure patients[J].Sci Rep,2018,8(1):635-650.[5]Sekirov I,Russell SL,Antunes LC,et al.Gut microbiota inhealth and disease[J].Physiol Rev,2010,90(3): 859-904.[6]Nallu A,Sharma S,Ramezani A,et al.Gut microbiome inchronic kidney disease:challenges and opportunities[J]. 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·103CHINESE JOURNAL OF CT AND MRI, MAY. 2024, Vol.22, No.5 Total No.175【通讯作者】盛玉杰Va l u e o f C o r o n a r y CT104·中国CT和MRI杂志 2024年5月 第22卷 第5期 总第175期行自动扫描,扫描从主动脉弓上(1cm)到心脏的隔面下(1cm)结束,设置扫描参数,管电压:70~120kV;层厚:0.75mm;准直器:192×0.6mm;旋转时间:每圈0.25s。
图像分析:请2位高年资影像医师(具有5年工作经验)分析图像,使用半自动冠状动脉斑块分析软件(荷兰PHILIPS),对斑块进行定量分析,指标包括:斑块形态特征相关指标(餐巾环征、点状钙化、低密度斑块)和其它斑块定量指标病变长度(plaque length,PL)、狭窄程度(degree of stenosis,DS)、斑块负荷(plaque burden,PB)、斑块体积(Patch volume,PV)、钙化积分(Calcification score,CS)、重建指数(Reconstruction index,RI)。
低密度斑块:斑块CT值<30Hu;餐巾环征:低密度斑块周围由高密度强化环环绕;点状钙化:钙化斑块内径<3mm。
CS:1分:钙化灶CT值峰值在130~199Hu范围内;2分:钙化灶CT值峰值在200-229Hu范围内;3分:钙化灶CT值峰值在300~399Hu范围内;4分:钙化灶CT值峰值超过400Hu。
PB:斑块体积占血管体积的百分比。
RI:管腔的横截面积(斑块处)占邻近无斑块管腔的横截面积的百分比。
DS分类:轻度狭窄:狹窄率小于50%;中度狭窄:狹窄率55%与75%之间;重度狭窄:狭窄率超过75%。
1.3 观察指标(1)对比CHD患者CCTA检查冠脉不同狭窄程度的影像学表现。
(2)对比两组斑块形态特征指标(点状钙化、餐巾环征、低密度斑块)和斑块定量指标PL、DS、PB、PV、CS、RI。
附件:一、项目名称:心血管疾病磁共振诊断体系的建立与应用二、提名者:国家卫生健康委三、提名意见:该项目针对早期国内CMR技术滞后及临床认知不足等问题,项目组在国内率先开展集基础研究、技术创新、临床应用于一体的多尺度全景CMR研究,取得一系列创新成果。
项目组从临床实际问题出发,凝练科学问题,目标明确,针对性强,创新性强,结果可靠。
该项目研究成果全面提升了我国心血管磁共振成像在基础研究、技术创新及临床实践方面的水准。
在放射诊断学和心血管病学两个重要领域均产生了积极影响。
按国际标准结合中国实际开展心血管磁共振专科医师进修培训,学员分布于全国60多家医院,取得了良好的社会效益。
该项目整体研究成果达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。
同意提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。
四、项目简介:心血管疾病是我国居民的首位死因,系亟待解决的重大公共卫生问题。
心脏磁共振(CMR)多参数成像赋予其一站式获得心脏结构、功能及组织特征的能力,在疾病的诊断、鉴别诊断、预后判断及危险分层中发挥了重要作用。
针对早期国内CMR技术滞后及临床认知不足等问题,项目组在国内率先开展集基础研究、技术创新、临床应用于一体的多尺度全景CMR研究,取得如下创新成果:1.基于CMR评估心脏结构及功能的应用创新,全面提高我国心血管疾病的诊断水平。
①在国际上重新定义了心尖肥厚型心肌病的诊断标准;②首次提出中国汉族人群的左室心肌致密化不全的诊断标准;③创新性地提出限制性心肌病和缩窄性心包炎的鉴别诊断标准。
2.基于CMR的预后及危险分层评价体系的创新,显著提高了我国心血管疾病治疗水平并极大地改善了患者的预后。
①指导猝死高危患者ICD植入;②筛选适合酒精消融术的肥厚型心肌病患者;③国际上首次论证了儿童心肌病心肌纤维化与心血管不良事件显著相关;④结合人工智能技术,发现了与肥厚型心肌病预后相关的CMR影像组学特征。
3.基于心肌微观结构特征的CMR技术创新,揭示了心血管疾病细胞水平的发病机制。
基金项目:泸州市人民政府西南医科大学科技战略合作项目(2021LZXNYD Z07,2021LZXNYD J26)通信作者:于风旭,E mail:yuluchuan@163.com·论著·血管紧张素Ⅱ通过抑制人心房成纤维细胞BKCa通道诱导心房纤维化贾春森 李磊 李劲平 谭宏伟 周伟 聂永梅 于风旭(西南医科大学附属医院心脏大血管外科,四川泸州646000)【摘要】目的 探讨在血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导心房纤维化的过程中,大电导钙激活钾通道(BKCa通道)的作用机制。
方法 通过组织块贴壁法获取原代人心房成纤维细胞,使用免疫荧光染色进行鉴定。
用浓度为500nmol/L的AngⅡ处理人心房成纤维细胞24h,实时荧光定量PCR与蛋白质印迹法用于检测处理前后纤维化标志基因α 平滑肌肌动蛋白(α SMA)、胶原蛋白Ⅰ(collagenⅠ)和胶原蛋白Ⅲ(collagenⅢ),以及BKCa通道的α与β亚基的mRNA和蛋白表达水平,全细胞膜片钳技术检测AngⅡ处理前后的BKCa通道的电流变化。
结果 (1)人心房成纤维细胞经AngⅡ处理后,α SMA、collagenⅠ和collagenⅢ的mRNA和蛋白表达水平升高;(2)经过AngⅡ处理后,BKCa通道α及β亚基mRNA和蛋白表达水平降低;(3)人心房成纤维细胞存在功能正常的BKCa通道,具有电压依赖性;(4)人心房成纤维细胞BKCa通道的宏观电流幅度在经AngⅡ处理后降低;(5)在人心房成纤维细胞上过表达BKCa通道α亚基后,纤维化标志物α SMA、collagenⅠ和collagenⅢ的表达受到了明显抑制。
结论 AngⅡ可能通过抑制人成纤维细胞BKCa通道的表达和功能来诱导人心房成纤维细胞的纤维化,并最终导致心房纤维化。
【关键词】心房纤维化;血管紧张素Ⅱ;人心房成纤维细胞;大电导钙激活钾通道【DOI】10 16806/j.cnki.issn.1004 3934 2023 11 020AngiotensinⅡInducesAtrialFibrosisbyInhibitingBKCaChannelinHumanAtrialFibroblastJIAChunsen,LILei,LIJinping,TANHongwei,ZHOUWei,NIEYongmei,YUFengxu(DepartmentofCardiovascularSurgery,TheAffiliatedHospitalofSouthwestMedicalUniversity,Luzhou646000,Sichuan,China)【Abstract】Objective Toinvestigatethemechanismoflargeconductancecalcium activatedpotassiumchannel(BKCa)inangiotensinⅡ(AngⅡ) inducedatrialfibrosis.Methods Primaryhumanatrialfibroblastswereobtainedbytissueblockattachmentmethodandidentifiedbyimmunofluorescencestaining.HumanatrialfibroblastsweretreatedwithAngⅡ(500nmol/L)for24h.Real timefluorescentquantitativePCRandWesternblotwereusedtodetectthemRNAandproteinexpressionlevelsoffibrosismarkergenesα SMA,collagenⅠandcollagenⅢ,aswellasαandβsubunitsofBKCachannelsbeforeandaftertreatment.AndwholecellpatchclamptechniquewasusedtodetectthecurrentchangesofBKCachannelsbeforeandafterAngⅡtreatment.Results (1)AfterAngⅡtreatmentofhumanatrialfibroblasts,themRNAandproteinexpressionlevelsofα SMA,collagenⅠandcollagenⅢincreased;(2)AfterAngⅡtreatment,themRNAandproteinexpressionofBKCachannelαandβsubunitsdecreased;(3)HumanatrialfibroblastsexistnormalBKCachannel,whicharevoltagedependent;(4)MacrocurrentamplitudeofBKCachannelinhumanatrialfibroblastsdecreasedafterAngⅡtreatment;(5)AfteroverexpressionofBKCachannelαsubunitonhumanatrialfibroblasts,themRNAandproteinexpressionlevelsoffibrosismarkerα SMA,collagenⅠandcollagenⅢdecreasedsignificantly.Conclusion AngⅡmayinducefibrosisinhumanatrialfibroblastsbyinhibitingtheexpressionandfunctionofBKCachannel,andfinallyinduceatrialfibrosis.【Keywords】Atrialfibrosis;AngiotensinⅡ;Humanatrialfibroblast;Largeconductancecalcium activatedpotassiumchannel 心房颤动(房颤)是临床上最为常见的心律失常,有较高的发病率与死亡率,其发病机制复杂,其中以心房纤维化为代表的结构重构是重要始动因素[1]。
doi:10.3969/j.issn.1000⁃484X.2020.20.021㊃专题综述㊃免疫炎症反应在心力衰竭心肌纤维化中的研究进展①陈纪烨 马度芳② 王永成② 周国锋 张永健 李 晓② (山东中医药大学,济南250011) 中图分类号 R541 文献标志码 A 文章编号 1000⁃484X (2020)20⁃2534⁃06①本文为国家自然科学基金项目(No.81673970)㊂②山东中医药大学附属医院,济南250011㊂作者简介:陈纪烨,男,在读硕士,主要从事心血管疾病的中西医结合诊疗㊁心肌微血管损伤与自主神经重构方面的研究㊂通讯作者及指导教师:李 晓,男,博士,教授,博士生导师,主要从事心血管疾病的中西医结合诊疗,心肌微血管损伤与自主神经重构方面的研究,E⁃mail:lixiao617@㊂[摘 要] 心肌纤维化与心力衰竭㊁心肌梗死及高血压等疾病密切相关,是以细胞外基质代谢失调㊁胶原成分比例失调且排列紊乱为特征的一种疾病㊂关于心力衰竭的发病机制一直备受关注,研究发现除了神经㊁体液调节机制外,由免疫炎症反应导致的心肌纤维化也是造成心力衰竭的重要原因㊂炎症细胞因子可介导多种免疫反应,影响心肌细胞的收缩功能,诱导心肌纤维化,导致心力衰竭㊂了解免疫炎症机制在心肌纤维化中的作用,有助于从免疫炎症角度进一步了解心肌重构,为心力衰竭的预后及治疗提供新思路㊂本文就免疫和炎症反应参与心肌纤维化的机制进行综述㊂[关键词] 免疫炎症反应;心肌纤维化;心力衰竭Research progress on immune inflammatory response in myocardial fibrosis of heart failureCHEN Ji⁃Ye ,MA Du⁃Fang ,WANG Yong⁃Cheng ,ZHOU Guo⁃Feng ,ZHANG Yong⁃Jian ,LI Xiao .The Affiliated Hospital of Shandong University ,Jinan 250011,China[Abstract ] Myocardial fibrosis is closely related to heart failure,myocardial infarction and hypertension,which is a diseasecharacterized by imbalance of extracellular matrix metabolism,imbalance of collagen composition and disordered arrangement.Pathogenesis of heart failure has been receiving much attention.Studies have found that in addition to neurological and humoral regulation mechanisms,myocardial fibrosis caused by immune inflammatory response is also an important cause of heart failure.Inflammatory cytokines can mediate a variety of immune responses,affect the contractile function of cardiomyocytes,induce myocardial fibrosis,leading to heart failure.Understanding role of immune inflammatory mechanisms in myocardial fibrosis helps tofurther understand myocardial remodeling from perspective of immune inflammation,providing new ideas for prognosis and treatment of heart failure.This article reviews the mechanism of immune and inflammatory responses involved in myocardial fibrosis.[Key words ] Immune inflammatory response;Myocardial fibrosis;Heart failure 心力衰竭是指由于各种器质性或功能性的心脏疾病导致心室充盈或者射血功能受损的一种疾病,是多种心血管疾病进展的终末阶段,具有较高的发病率和死亡率,日益成为危及人类健康的重大公共卫生问题[1]㊂心肌纤维化是心力衰竭的主要病理改变,是心室重构的主要原因,可导致心肌顺应性降低㊁心脏舒缩功能受损,长期的容积或压力过负荷最终可引起心力衰竭[2]㊂有研究显示,改善心肌纤维化可以延缓心力衰竭进程㊁改善心功能,已经成为治疗心力衰竭的新靶标[3]㊂越来越多的证据显示,免疫炎症反应在心肌纤维化的过程中发挥重要作用,通过调节异常的免疫炎症反应可能是改善心肌纤维化的新途径[4,5]㊂炎症是心肌纤维化的重要诱发因素,在多种心血管疾病中,炎症反应与心肌纤维化常常并存于同一病变部位㊂当心脏急性或慢性损伤时,免疫系统激活,释放多种炎症因子,激活心肌成纤维细胞,导致胶原代谢异常,心肌细胞坏死㊁变性,从而引起心肌纤维化等病理变化㊂1990年Leslie 等[6]首次提出炎症细胞与左室纤维化密切相关,该实验发现在早期的急性炎症期,CVB3感染的A /J 小鼠出现低程度的心肌纤维化,但随着炎症反应的扩大,出现大量的淋巴细胞浸润在整个心肌组织以及病变损伤部位㊂近些年,随着研究的不断深入,各种临床和实验研究不断有证据证明免疫炎症反应与心肌纤维化具有密切的关系㊂因此,心力衰竭的短期治疗目标是通过改善患者的临床症状从而缓解病情,而长期治疗目标则是通过逆转由免疫炎症反应等多种不利因素导致的心肌纤维化等靶器官损伤,进而改善心力衰竭患者的生存预后㊂现已明确获得性免疫系统和固有免疫系统介导的慢性炎症反应参与心肌纤维化进展,因此本文将对免疫炎症对心肌纤维化的作用及其机制和最新研究进展加以综述,旨在从免疫学角度更好地理解炎症过程,有助于早期改善心肌纤维化以预防心力衰竭的发生㊂1 获得性免疫系统与心肌纤维化获得性免疫系统主要由T细胞和B细胞介导, T细胞表面存在多种重要的膜蛋白,参与T细胞的活化㊁增殖㊁分化及免疫效应功能,如CD4和CD8分子㊂成熟B细胞主要存在于外周淋巴器官(如脾脏)内,其表面膜分子主要参与活化㊁增殖㊁抗原提呈与产生抗体㊂1.1 T淋巴细胞与心肌纤维化 T细胞是淋巴细胞中数量最多㊁功能最复杂的一类细胞,主要分为CD4+和CD8+T淋巴细胞2大亚群㊂研究发现,T细胞在多种心脏疾病中被募集到心脏的局部,参与多种原因所导致的心肌纤维化㊂有研究指出,CD8+T 细胞㊁CD4+T细胞亚群(包括Th1㊁Th2㊁Th17㊁Treg)的局部和全身适应性免疫激活可导致小鼠慢性缺血性心力衰竭[7]㊂T淋巴细胞可直接激活心肌成纤维细胞,也可通过释放炎症因子和趋化因子间接作用于心肌成纤维细胞㊂CD4+T淋巴细胞也称为辅助T(Th)细胞,传统上是根据细胞因子的产生特征分类的,最常见的分类包括Th1㊁Th2㊁Th17和调节性T细胞(regulatory T cells,Treg),这些亚群对免疫系统的整体功能具有重要调节作用,尤其是Th1/Th2和Th17/Treg之间的平衡对维持机体内在的免疫调节的稳定具有重要作用,见图1㊂Laroumanie等[8]研究显示在压力超负荷所致的心衰小鼠模型中,缺乏CD4+T细胞的小鼠通过减少胶原的沉积可显著改善心肌纤维化程度,并发现巨噬细胞浸润减少㊂因此,CD4+T细胞的免疫调节治疗可能是改善心力衰竭心肌纤维化的一种新的治疗策略㊂ CD8+T淋巴细胞具有细胞毒性作用,在心肌纤维化过程中作用复杂,主要通过以下3种途径参与图1 CD4+T细胞亚群诱导心肌纤维化的示意图Fig.1 Schematic diagram of CD4+T cell subsets inducing myocardial fibrosis心肌纤维化的过程:①CD8+T淋巴细胞活化后可通过介导穿孔素依赖机制诱发严重的炎症反应,导致心肌纤维化;②CD8+T淋巴细胞可通过触发细胞凋亡机制引起心肌纤维化;③活化的CD8+T细胞与巨噬细胞的直接接触是巨噬细胞活化和炎症启动的关键,从而使心肌成纤维细胞表型发生转变,激活免疫应激反应,最终导致心肌纤维化[9,10]㊂目前,针对CD8+T淋巴细胞在心肌纤维化形成过程中作用的研究较少,CD8+T淋巴细胞诱发炎症反应导致心肌纤维化的具体机制尚需进一步研究㊂1.2 Th1和Th2细胞与心肌纤维化 在正常人体中,Th1和Th2细胞功能保持动态平衡,分别通过不同方式调节心脏成纤维细胞活性,打破这种平衡会导致免疫功能的紊乱,从而诱发心肌纤维化㊂Th1细胞主要分泌干扰素⁃γ(IFN⁃γ)㊁IL⁃2和TNF⁃α等,介导细胞免疫应答调控,参与激活巨噬细胞和介导迟发性超敏反应;Th2细胞主要分泌IL⁃4㊁IL⁃10㊁IL⁃5等,介导体液免疫应答的调控[7]㊂Th1型细胞因子是促炎细胞因子,可促进心肌纤维化的发生发展,而Th2型细胞因子是抗炎细胞因子,具有改善心肌纤维化的作用㊂Nevers等[11]研究显示,在左心室压力超负荷模型中,活化的Th1细胞与成纤维细胞之间的直接黏附作用可促进TGF⁃β合成,从而导致成纤维细胞转化为肌成纤维细胞㊂Th1细胞表达的增加可使心肌胶原数量增加,并增强胶原交联性,最终导致心肌僵硬度增加,Th2细胞表达的增加则可减少心肌胶原的数量,改善心肌纤维化[12]㊂Yu等[13]研究发现Th1型细胞因子主要参与心肌纤维化的早期阶段,而Th2型细胞因子主要参与心肌纤维化的晚期阶段㊂Th1/Th2细胞的免疫功能失衡可能是导致心力衰竭病理性自身免疫应答的重要机制之一,并在心肌纤维化的过程中发挥重要作用㊂T细胞可通过调解巨噬细胞活性影响心肌纤维化,Th1细胞可通过释放促炎细胞因子激活巨噬细胞,Th2细胞则可释放抑炎细胞因子从而抑制巨噬细胞活性[14]㊂在心力衰竭的心肌细胞中,与Th1细胞和Tregs相比, Th2和Th17细胞较有优势㊂近年来通过对心力衰竭的抗炎治疗发现,β受体阻滞剂㊁他汀类药物和胸腺五肽等药物可通过调节Th1/Th2细胞免疫平衡发挥改善心力衰竭的作用[15]㊂但Th1/Th2细胞功能失衡在心肌纤维化中的具体生物学机制及其在不同病因引起的心衰中的作用尚不明确,因此,如何通过调节Th1/Th2细胞免疫功能平衡改善心肌纤维化还有待进一步的研究㊂1.3 Th17和Treg细胞与心肌纤维化 Th17细胞和Treg细胞均来源于CD4+T细胞亚群,但其作用却相反,在特定的免疫微环境下,二者可以相互转化㊁相互制衡,它们之间的平衡可能对控制炎症和改善心肌纤维化具有重要作用㊂Th17细胞是一类以大量分泌IL⁃17为主要特征的一种新型辅助T细胞㊂IL⁃17是一种具有多种促炎功能的多效细胞因子,可通过促进中性粒细胞和巨噬细胞在T细胞活化部位的持续浸润加重炎症损伤㊂并且Th17细胞还会扩大体内多种免疫细胞(如Th1和Th2淋巴细胞)产生的局部炎症反应㊂Cortez等[16]研究证明Th17细胞与胶原代谢和心肌纤维化密切相关㊂Feng等[17]研究表明,在异丙肾上腺素诱导的心衰大鼠模型中,IL⁃17可通过RANKL/OPG和MMP/TIMP信号通路诱导心肌纤维化,最终导致心力衰竭,而阻断IL⁃17可抑制心肌纤维化,促进炎症消退,降低Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原水平㊂苏兆亮等[18]研究发现IL⁃17可能通过PKCβ⁃ERK1/2⁃NF⁃кB通路促进心肌成纤维细胞Ⅰ型和Ⅲ型胶原表达㊂Treg细胞是具有免疫抑制功能的CD4+T细胞亚群,其调控免疫应答的一个重要机制是通过分泌IL⁃10控制炎症反应㊁维持免疫稳态,并且IL⁃10可能通过调节Treg细胞和CD4+T细胞在ERK㊁PI3K/AKT和Stat3通路中的反应缓解心脏纤维化进程[19]㊂有研究发现,在体外实验中,Tregs能抑制α⁃SMA和MMP⁃3表达,从而抑制心肌纤维化,且其可能通过调节成纤维细胞的表型和功能抑制心室重构[20]㊂Kanellakis等[21]研究证明Tregs转移是改善心肌纤维化的有效治疗策略㊂当组织损伤持续存在时,损伤修复迁延不愈会诱导慢性炎症发生,慢性炎症持续存在是导致心肌纤维化的主要原因,提示炎症局部的免疫微环境与心肌纤维化的预后密切相关㊂Th17型免疫成分主导的免疫微环境促进心肌纤维化,而Treg型免疫成分主导的免疫微环境抑制心肌纤维化㊂尽管针对在心力衰竭患者体内Th17和Treg细胞之间失衡的研究得到了广泛关注,并且通过调节Th17和Treg细胞之间的平衡对改善心肌纤维化起到了积极作用,但心肌纤维化与Th17/Treg失衡的具体机制和相互关系仍不明确㊂1.4 B淋巴细胞与心肌纤维化 B淋巴细胞来源于造血干细胞,通过提呈抗原并分泌抗体㊁提供协同刺激信号及分泌细胞因子等方式调节免疫反应㊂Cordero⁃Reyes等[22]通过AngⅡ诱导的心衰模型小鼠发现,B细胞缺失可导致促炎因子表达降低和心肌肥大㊁胶原沉积及心肌细胞凋亡减轻,此外,体外研究表明,活化的B细胞能够刺激心肌成纤维细胞产生胶原,促进心肌纤维化㊂提示在心力衰竭心肌纤维化发展过程中,除T细胞外,B细胞也发挥重要作用㊂B淋巴细胞主要通过3种途径参与心肌纤维化进程:①与T细胞相互作用,尤其是Th1细胞,可刺激循环中产生炎症细胞因子(如IL⁃6和TNF⁃α等),这些炎症细胞因子的激活会抑制心肌的舒缩功能,导致心肌纤维化,且B细胞会直接产生IL⁃6㊁IL⁃1β和TNF⁃α等炎症细胞因子,从而扩大炎症反应[23];②活化后的B细胞可通过补体介导的细胞毒性反应或诱导心肌细胞凋亡等机制损伤心肌[24];③B细胞活化后,TOLL样受体(TLR)介导的免疫炎症途径被大量激活,从而促进炎症反应和心肌纤维化等多种病理过程[25]㊂此外,还有研究发现B细胞会刺激MMP⁃9的分泌,促进细胞外基质沉积[26]㊂这些重要的研究表明导致B细胞激活的通路在心力衰竭心肌纤维化的发生发展中起着重要作用㊂2 天然免疫系统与心肌纤维化天然免疫系统是机体抵御病原微生物入侵的第一道防线,单核巨噬细胞㊁树突状细胞㊁自然杀伤细胞㊁补体㊁细胞因子和黏附分子等均为天然免疫系统的重要组成部分㊂其中由中性粒细胞和单核巨噬细胞介导的炎症级联反应是导致心肌纤维化的常见机制之一,可分泌IFN⁃γ㊁IL⁃6和TNF⁃α等多种促炎细胞因子,进而导致心肌纤维化㊂2.1 肥大细胞 在心脏容量超负荷或心肌组织受损等病理状态下,心脏中的大量肥大细胞会浸润聚集,并通过释放促进血管周围及心肌间质纤维化的刺激因子和生长因子导致心脏胶原纤维沉积㊁心肌顺应性降低,促进心室重构,最终引起心力衰竭[27]㊂Mclarty等[28]研究表明,在左心室压力超负荷模型小鼠中,肥大细胞缺失的小鼠血管周围纤维化程度减弱,心力衰竭的进展得以延缓㊂体外实验表明,肥大细胞可直接作用于心肌成纤维细胞,诱导心肌成纤维细胞的活化和增殖,促进胶原沉积[29]㊂此外,肥大细胞脱颗粒物质在心肌纤维化中发挥重要作用,其释放的组胺㊁炎症介质㊁细胞因子㊁生长因子㊁糜蛋白酶㊁类胰蛋白酶等物质共同形成局部纤维化的免疫微环境,促进肌成纤维细胞分化和胶原合成[30]㊂近年来,由肥大细胞分泌的糜蛋白酶㊁类胰蛋白酶在心肌纤维化中的重要性得到广泛关注,它们通过激活TGF⁃β1信号通路促进成纤维细胞的活化和分化[27]㊂但也有一些研究表明,肥大细胞具有抑制心肌纤维化的作用,这可能与巨噬细胞相似,肥大细胞通过改变生长因子和蛋白酶表达谱对局部免疫微环境因素做出反应㊂总之,肥大细胞在心肌纤维化中的作用仍未充分明确,其如何促进心肌纤维化及如何在体内与成纤维细胞相互作用尚不清楚,是深刻挖掘肥大细胞在心肌纤维化中潜在作用需要明确的问题㊂2.2 中性粒细胞 中性粒细胞在促进心脏炎症反应和调节心肌纤维化中具有重要作用㊂Horckmans 等[31]研究发现中性粒细胞可通过调控巨噬细胞表型减轻炎症反应㊁改善心肌纤维化㊂Wu等[32]研究发现CD11b+Gr1+中性粒细胞通过释放的S100a8/ a9促进炎症细胞浸润,激活心肌成纤维细胞,导致心肌纤维化,抗s100a9抗体可减轻AngⅡ诱导的炎症反应,并可减轻炎症引起的血管周围间质纤维化,提示S100a8/a9在炎症和心肌纤维化的发生中发挥重要作用㊂以上研究均表明中性粒细胞参与心肌纤维化的过程,因此,深入研究中性粒细胞在心肌纤维化中的免疫调节机制对心肌纤维化的靶向治疗药物研究至关重要㊂2.3 巨噬细胞 心脏中的大量巨噬细胞浸润是导致心肌纤维化的重要原因㊂巨噬细胞主要可分为2种表型,包括M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞,在局部免疫微环境因素(如细胞因子等)与参与反应的细胞亚型影响下,二者在炎症的不同阶段发挥不同作用,且M1/M2型巨噬细胞比例的动态变化与炎症㊁心肌纤维化和血管生成的调节有关[33]㊂IFN⁃γ诱导活化的M1型巨噬细胞通过与TNF⁃α结合介导Th1方向的极化免疫反应;相反,由IL⁃4或IL⁃13诱导的M2型巨噬细胞表达大量IL⁃10,通常介导Th2方向的极化免疫反应[34]㊂Falkenham等[35]通过耗竭循环的单核细胞防止损伤部位心肌巨噬细胞的浸润导致表达活化成纤维细胞表型的细胞显著减少,从而导致胶原沉积减少,心肌纤维化改善㊂Frangogiannis等[36]研究发现,在心肌纤维化的小鼠模型中,趋化因子介导的巨噬细胞募集对纤维化的发展至关重要㊂巨噬细胞通过与成纤维细胞的相互作用是改善心肌纤维化的潜在机制㊂巨噬细胞主要通过以下3种途径参与心肌纤维化过程:①巨噬细胞分泌多种细胞因子(如IL⁃1和TNF⁃α等)和生长因子(如FGFs和PDGFs等)调控成纤维细胞的活化和增殖;②巨噬细胞可通过分泌使成纤维细胞失活的介质或清除凋亡的肌成纤维细胞抑制成纤维细胞活化;③巨噬细胞通过调节MMP/TIMP间的平衡调控ECM重塑,参与心肌纤维化的过程[37]㊂此外也有多项研究证明,通过抑制MCP⁃1可显著减少巨噬细胞浸润,改善心肌纤维化[33]㊂MCP⁃1的趋化作用通过CCR2完成,CCR2作为MCP⁃1的特异受体,与炎症反应和心肌纤维化密切相关,Epelman等[38]研究指出,通过敲除骨髓细胞中的CCR2,阻断MCP⁃1与CCR2的信号传导可显著缓解AngⅡ诱导的炎症和纤维化㊂总之,越来越多的证据证明巨噬细胞在心肌纤维化中具有重要作用,但未来的研究应是结合蛋白组学㊁转录组学和表观遗传学的方法通过调节心脏巨噬细胞表型探索心肌纤维化的治疗策略㊂2.4 TOLL样受体 TOLL样受体是固有免疫系统中的重要细胞表面跨膜蛋白受体,目前认为,TLR2㊁TLR4和TLR5可能在心肌纤维化的发生发展中发挥重要作用㊂TLR4可通过髓样分化因子88 (MyD88)依赖性或非MyD88依赖性2条细胞信号转导通路启动心肌细胞免疫反应,释放炎症因子,引发细胞外基质沉积,促进心肌纤维化发展[39]㊂TLR4的活性与心肌纤维化密切相关,应用TLR4抑制剂或TLR4信号下游分子抑制剂,以及在TLR4基因敲除的小鼠中,均出现炎症因子表达较少,心肌纤维化程度减轻,心功能改善等现象[40,41]㊂Liu等[42]研究发现,TLR4可通过调节Th1/Th2平衡发挥对心脏的保护作用㊂TLR5的敲除可改善压力负荷诱导的小鼠巨噬细胞浸润,抑制炎症反应,改善心肌纤维化,提高心功能[43]㊂Spurthi等[44]研究指出TLR2敲除小鼠的心肌成纤维细胞数量明显高于野生型小鼠,并指出TLR2的缺失会诱发心肌纤维化,这可能是心脏不良重构和收缩功能障碍的原因㊂上述研究提示TOLL样受体与心肌纤维化密切相关,但其参与心肌纤维化的具体靶点和过程还需要进一步研究㊂2.5 补体 补体作为炎症反应过程中的重要介质,其介导的炎症反应在多种心血管疾病中发挥重要作用㊂C3作为补体系统的核心组分,可通过调控巨噬细胞极化参与炎症反应和心肌纤维化过程[45]㊂Wu 等[46]研究发现补体C1Q肿瘤坏死因子相关蛋白(C1QTNF1)通过激活AMPKA抑制心肌肥厚和纤维化,改善心脏功能,且C1QTNF1可抑制心肌成纤维细胞的活化和功能,提示靶向C1QTNF1可能是逆转病理性心肌肥厚和心肌纤维化的有效策略㊂Zhang 等[47]研究表明,补体激活和补体因子5a(C5a)介导的巨噬细胞浸润在AngⅡ诱导的炎症和纤维化重塑过程中发挥重要作用㊂Iyer等[49]研究证实,过度的补体激活可导致C5a与其G蛋白偶联受体(C5aR)结合,从而出现损伤部位炎症细胞的募集及炎症细胞因子的释放,而使用C5aR受体拮抗剂PMX53能够通过抑制炎症细胞浸润减少间质和血管周围纤维化,改善心功能㊂因此,未来的研究应该探索新型的补体抑制剂,通过靶向抑制特定蛋白和特异性受体改善炎症与心肌纤维化,以期进一步改善心力衰竭的预后㊂3 展望本文主要阐述了天然免疫系统和获得性免疫系统介导的慢性炎症反应与心肌纤维化之间的相互关系及可能的影响机制㊂调节先天性和获得性免疫反应的失调可能会成为心肌纤维化研究的重要方向,但该研究还处于初级阶段,未来对重要的炎症因子㊁促纤维细胞因子㊁表观遗传和免疫细胞之间内在关系的探索研究可帮助研究人员通过调节病变局部的免疫微环境改变炎症性质,改善心肌纤维化,达到改善心力衰竭患者临床预后和降低死亡率的最终目标㊂参考文献:[1] Giamouzis G,Kalogeropoulos A,Georgiopoulou V,et al.Hospitalization epidemic in patients with heart failure:Risk factors,risk prediction,knowledge gaps,and future directions[J].J Card Failure,2011,17(1):54⁃75.[2] Li L,Zhao Q.Extracellular matrix remodeling and cardiac fibrosis[J].Matrix Biol,2018,68⁃69:490⁃506.[3] 刘启方,黄 晶,田龙海,等.microRNA⁃25通过HMGB1途径降低缺氧/复氧H9C2心肌细胞纤维化[J].中国免疫学杂志, 2019,35(12):1416⁃1420.Liu QF,Huang J,Tian LH,et al.microRNA⁃25protect against myocardial fibrosis in H9C2cell induced by hypoxia/reoxygenation through HMGB1pathway[J].Chin J Immunol,2019,35(12): 1416⁃1420.[4] 蓝景生,张 震,罗 薇,等.大蒜素对心肌纤维化的影响及对TLR4/NF⁃κB信号通路的作用[J].中国免疫学杂志,2016, 32(4):500⁃503,508.Lan JS,Zhang Z,Luo W,et al.Effects of Allicin on myocardial fibrosis and TLR4/NF⁃κB pathway[J].Chin J 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CMR新技术在心肌纤维化的研究进展及与LGE-MRI的比较张倩;宋林声;赵新湘【摘要】心肌纤维化(MF)是心室重塑及恶性心律失常发生的根本原因,最终可导致心功能不全、猝死等主要心脏不良事件的发生.延迟增强MRI(LGE-MRI)是既往心肌梗死后局限性MF检测的临床应用标准,而当今T1 mapping技术在对心肌弥漫性MF的检测和定量评价中更具优势,心脏功能MRI技术如扩散张量成像(DTI)和扩散加权成像(DWI)无需对比剂即可定量评估心肌微细结构,在MF检测方面亦表现出较大的应用潜能.综述T1 mapping、DTI、DWI等技术进展并与LGE-MRI进行比较.【期刊名称】《国际医学放射学杂志》【年(卷),期】2018(041)004【总页数】4页(P419-421,463)【关键词】心肌纤维化;磁共振成像;延迟增强;T1mapping;T1ρmapping;扩散张量成像;扩散加权成像【作者】张倩;宋林声;赵新湘【作者单位】昆明医科大学第二附属医院磁共振室,昆明650101;昆明医科大学第二附属医院磁共振室,昆明650101;昆明医科大学第二附属医院磁共振室,昆明650101【正文语种】中文【中图分类】R541;R445.2心肌纤维化(myocardial fibrosis,MF)是多种心脏疾病发生发展的共同病理生理改变,其严重程度与病人的预后相关,早期诊断及定量评估对改善病人的预后有重要意义。
MF主要包括替代性纤维化和间质性纤维化。
替代性纤维化多见于缺血性心脏病及部分心肌病,表现为局限性MF;间质性纤维化则多见于非缺血性心肌病,表现为弥漫性MF以及淀粉样变和安德森-法布里病引起的继发性MF。
心脏MR(cardiac magnetic resonance,CMR)是目前评估MF的主要方法,延迟增强MRI(late gadolinium enhancement MRI,LGE-MRI)是既往评估心肌梗死后MF的主要方法,是目前公认的无创性评估局限性MF的金标准[1-2]。
心衰时心脏MRI检测出的心肌纤维化:对重构,舒张功能的阻碍摘要心肌纤维化,心肌中细胞外基质成份过聚集,被以为为心衰中一个关键部份,自那以后各类研究显示纤维化与心衰进展之间有强烈关联。
源于纤维化的受损的左室舒张和收缩功能用于预测DCM不利的预后。
尽管心内膜活检仍被以为是金标准,各类无创的影像技术用于检测纤维化的存在、位置、和程度。
心脏乂也因为其高准确性,和检测纤维化时传神、形象,成为一个重要的无创成像技术。
无创地评估纤维化在初期预测可能不利的预后中是很有效的,并成立一个机遇利用新的医治方式对抗心衰中的纤维化。
关键词心肌纤维化心脏磁共振心衰重构钠尿肽导言显现心肌纤维化是心衰(HF)中一个重要方面和差的预后的一个重要指标。
心脏纤维化概念为进展性的细胞外基质(ECM)成份聚集如胶原I,III,IV型,层粘连蛋白,心肌内的纤维连接(1)。
非缺血性扩张型心肌病沉~乂),心肌纤维化已经在病理学上观看到(2)。
扩张型心肌病的组织学分析显示蛋白水平的胶原成份的改变,I型III型胶原绝对数量的增加,I型III型胶原之比显著升高(3)。
几种神经体液或生长因素如Ang II,日T-1,心肌营养素-1 (CT-1),NE,醛固酮,成纤维细胞生长因子(FGF-2),血小板源性生长因子(PDGF),和转化生长因子a(TGF-a)都已牵涉进心脏纤维化的进展(4)。
纤维化能够是代偿性的或反映性的;“反映性”纤维化,胶原聚集在血管周围或细胞间质,不伴有心肌细胞的丢失而以“替代(代偿性)”纤维化和继发的显微镜可见的瘢痕(5)。
纤维化的散布和程度依托于心衰的病原学。
缺血性心肌病特点是要紧累及内膜下的代偿性纤维瘢痕区域形成(6)也可在远处非缺血区域看到(7)。
尽管代偿性和反映性纤维化都可出此刻非缺血性心肌病中,在混乱的心肌组织学中,反映性纤维化常占主导(8)。
LGE -CMR显示缺血性和非缺血性心肌病的不同纤维化类型。
在缺血性心肌病中内膜下和透壁强化可见,而在NICM常常是斑片状或纵向中壁间强化更常见(9)。
mTOR信号通路对扩张性心肌病大鼠心肌纤维化进程调控作用的实验研究于溯洋;柳磊;李普【摘要】Objective To investigate the role of mTOR signal transduction pathway during myocardial fibrosis of rats with dilated cardiomyopathy. Methods Thirty adult Wistar rats were randomly divided into two groups, dilated cardiomyopathy model (DCM) group ( n = 15 ) and control group ( n = 15 ). The animal models of dilated cardiomyopathy were established in DCM group by caudal vein injection with adriamycin at a dose of 2.5mg/kg,twice a week for 6 weeks, however, the rats in control group received an equivalent volume of 0. 9% saline alone intravenously. The structure and function of left ventricle were detected by ultrasound cardiography after 6 weeks. The changes of interstitial collagen fiber of myocardium of rats were determined by trinitrophenol-siriue red staining,and the expressions of mTOR and eIF-4E mRNA were detected by semiquantitative RT-PCR. Results As compared with those in control group, the diameter of left ventricle in DCM group was increased, however,the systolic function was significantly decreased ( P < 0. 05). The myocardium mesenchymal collagen volume of left ventricle, the expression levels of mTOR and eIF-4E mRNA were obviously increased in DCM group ( P<0.05). Conclusion The increase of mRNA expression of mTOR and eIF-4E may be one of the mechanisms that result in myocardial fibrosis and cardiac remodeling in rats with dilated cardiomyopathy.%目的探讨哺乳类雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路在扩张性心肌病大鼠心肌纤维化进程中的作用.方法Wistar大鼠30只随机分为2组,扩张性心肌病模型组(DCM组)和对照组,每组15只,DCM组即实验起始每天通过尾静脉注射阿霉素建立大鼠扩心病模型(2.5mg/kg,2次/周,共6周),对照组同法注射等量0.9%氯化钠溶液.6周后超声心动图检测大鼠左心室结构和功能,苦味酸-天狼星红染色观察大鼠心肌间质胶原纤维的变化,RT-PCR方法检测mTOR与真核起始因子4E (eIF-4E)的表达.结果与对照组比较,DCM组大鼠左心室直径增加,收缩功能降低(P<0.05);左心室心肌间质胶原容积、mTOR和eIF-4E的mRNA表达水平明显增加(P<0.05).结论 mTOR和eIF-4E的表达增加可能是介导扩张性心肌痛心肌纤维化重构的机制之一.【期刊名称】《河北医药》【年(卷),期】2011(033)022【总页数】3页(P3381-3383)【关键词】心肌病;扩张型;心肌纤维化;雷帕霉素靶蛋白【作者】于溯洋;柳磊;李普【作者单位】050051,石家庄市,河北医科大学第三医院心脏外科;050051,石家庄市,河北医科大学第三医院心脏外科;050051,石家庄市,河北医科大学第三医院心脏外科【正文语种】中文【中图分类】R542.2心肌纤维化重构主要指心肌细胞外间质内胶原含量或容积分数显著增高,是扩张型心肌病的主要组织病理学改变[1,2]。
肥厚型心肌病心肌纤维化的相关研究进展陈石【摘要】心肌纤维化是肥厚型心肌病典型的病理改变.随着心脏磁共振及钆延迟强化技术的出现,人们可以在活体对肥厚型心肌病心肌纤维化程度进行定量或半定量检测.目前有关心肌纤维化发生机制、影响因素及诊断和治疗的研究已成为肥厚型心肌病研究中的热点,现将近年来相关的研究进展进行综述.%Myocardial fibrosis is a hallmark of hypertrophic cardiomyopathyl HCM ). A new technique, late gadolinium enhancement of cardiac magnetic resonance imaging enables in vivo quantification of myocardial fibrosis in patients with HCM. Recently, there are man)' studies about the mechanism, impact factor, diagnosis and treatment of the myocardial fibrosis in HCM, so we will review related studies in this article.【期刊名称】《心血管病学进展》【年(卷),期】2012(033)006【总页数】4页(P702-705)【关键词】肥厚型心肌病;心肌纤维化;钆延迟强化【作者】陈石【作者单位】北京协和医学院,中国医学科学院,北京阜外心血管病医院,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】R542.2肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是最常见的遗传性心肌病,由编码肌小节相关蛋白的基因突变所致,通常为常染色体显性遗传。
心肌纤维化是HCM的典型病理改变之一。
基金项目:兰州大学第一医院院内基金(2020 42)通信作者:雷军强,E mail:leijunqiangldyy@163.com心肌纤维化的无创影像诊断进展倪金荣1,2 雷军强1,3(1.兰州大学第一临床医学院,甘肃兰州730000;2.兰州大学第一医院心外科,甘肃兰州730000;3.兰州大学第一医院放射科,甘肃兰州730000)【摘要】心肌纤维化是多种心脏疾病的共同病理特征,与严重的心血管不良事件以及不良预后密切相关。
虽然病理学是公认的诊断心肌纤维化的金标准,但心肌活检是有创检查,临床应用局限性很大。
心脏影像学技术可为心肌纤维化提供无创的诊断信息,在心脏疾病的诊断和管理中具有重要的作用。
现对临床中可用于无创诊断心肌纤维化的心脏影像技术的优缺点和研究及应用进展做一综述。
【关键词】心血管疾病;心肌纤维化;超声心动图;心脏磁共振;诊断【DOI】10 16806/j.cnki.issn.1004 3934 2021 11 014NoninvasiveImagingDiagnosisofMyocardialFibrosisNIJinrong1,2,LEIJunqiang1,3(1.TheFirstClinicalMedicalSchoolofLanzhouUniversity,Lanzhou730000,Gansu,China;2.DepartmentofCardiovascularSurgery,TheFirstHospitalofLanzhouUniversity,Lanzhou730000,Gansu,China;3.DepartmentofRadiology,TheFirstHospitalofLanzhouUniversity,Lanzhou730000,Gansu,China)【Abstract】Myocardialfibrosisisacommonpathologicalfeatureofmanyheartdiseases,whichiscloselyrelatedtoseriouscardiovascularadverseeventsandpoorprognosis.Althoughthepathologyisconsideredthegoldstandardinthediagnosisofmyocardialfibrosis,myocardialbiopsyisaninvasiveexamination,whichhasgreatlimitationsinclinicalapplication.Cardiacimagingtechnologycanprovidenoninvasivediagnosticinformationformyocardialfibrosis,whichplaysanimportantroleinthediagnosisandmanagementofheartdiseases.Thispaperwillreviewtheadvantagesanddisadvantages,researchandapplicationprogressofcardiacimagingtechnologywhichcanbeusedfornoninvasivediagnosisofmyocardialfibrosis.【Keywords】Cardiovasculardisease;Myocardialfibrosis;Echocardiography;Cardiacmagneticresonance;Diagnosis 心肌纤维化(myocardialfibrosis,MF)是以心肌的细胞外基质异常增生堆积、胶原成分比例失调、胶原纤维排列紊乱为特征的疾病[1]。