几丁质酶3样蛋白1（CHI3L1）调控巨噬细胞极化及其介导心肌梗死后心肌过度纤维化的机制研究

The mechanism of advanced myocardial fibrosis during myocardial infarction (MI) repair that aggravating heart failure remains obscure. Previous studies have showed that a highly expressed protein-amphiregulin (AR), which is secreted by a plethora of infiltrating macrophages (Mϕ) in the border zone of infarcted heart, promotes cardiac fibrosis after MI. Recent studies have demonstrated that CHI3L1 is highly expressed in the infarct border zone post MI. It has been reported that CHI3L1 activates Mφ via IL13Rα2. Thus, the relationship between CHI3L1, Mϕ polarization and AR secretion, as well as its effect on myocardial fibrosis after MI deserve further investigation. .In this study, we will further investigate: (A). the cell source of CHI3L1 post MI; (B). the molecular mechanism of CHI3L1 inducing macrophage polarization and functional secretion of macrophage, namely, the receptors, signal molecules and upregulation of functional molecules; (C). the effect and mechanism of CHI3L1 on cardiac macrophage infiltration, polarization and myocardial fibrosis. It is hoped that seeking the pathogenesis of excessive cardiac fibrosis starting from CHI3L1 would bring new insights to ameliorate heart failure post myocardial infarction.

心肌梗死（MI）修复过程中常发生心肌过度纤维化，加重心力衰竭，但机制仍不明确。前期研究表明：MI后梗死边缘区浸润大量巨噬细胞（Mϕ）且高表达双调蛋白（AR），进而促进心肌过度纤维化；新近实验发现，相比正常小鼠，MI后梗死边缘区组织高表达CHI3L1。已报道，CHI3L1可通过IL13Rα2活化Mϕ，因此，MI后CHI3L1与Mϕ极化及表达AR之间的关系、以及对心肌纤维化的影响值得深入研究。.本项目拟探讨：①MI后表达CHI3L1的细胞来源（成纤维细胞？Mϕ？）；②CHI3L1诱导Mϕ极化及其功能分子表达的机制研究（通过何种受体、信号通路活化Mϕ？上调何种功能分子：AR、TGF-β1？）；③在体验证CHI3L1对心肌Mϕ浸润水平、极化及心肌纤维化的作用及机制（采用基因敲除和转基因小鼠MI模型）。旨在：CHI3L1为切入点，探讨MI后心肌过度纤维化的机制，为防治MI后心力衰竭的发生提供新思路。

背景：心肌梗死后（MI）心肌细胞再生受限，早期需形成富含胶原蛋白的瘢痕以防止心室破裂。CHI3L1（几丁质酶3样蛋白1）是一种分泌性蛋白，通常与组织修复和重塑相关。然而，CHI3L1在MI进程中的表达水平、生物学功能和潜在的分子机制仍不清楚。.方法：通过CHI3L1-AAV病毒注射介导CHI3L1过表达的小鼠来研究CHI3L1对MI后伤口愈合相关的功能、组织学以及分子变化。磷酸化蛋白质组学用于探索潜在的作用机制，并通过分子生物学实验进一步验证。体外使用重组CHI3L1蛋白刺激心肌成纤维细胞以验证体内结果。此外，我们使用抑制剂来调节信号通路，进一步证实相关结论。.结果：CHI3L1在梗死边缘区的表达水平在MI后第1天略有增加，随后明显降低，即便随着疾病的进程逐渐增高，但仍低于基线水平。我们的研究表明，超级性期MI后CHI3L1表达的增加是来自浸润的中性粒细胞分泌，后续逐渐增加是由修复性巨噬细胞的分泌。CHI3L1过表达促进MI后富含胶原蛋白的瘢痕形成以及细胞外基质重塑，从而增加心室壁厚度，减少心脏破裂并改善了MI后的心功能。与体内实验一致，CHI3L1促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，诱导心肌成纤维细胞体外增殖、促纤维化以及迁移能力。机制上，磷酸化蛋白质组学研究揭示CHI3L1与EGFR结合诱导下游RAF/MEK1/ERK信号通路的磷酸化以发挥心脏保护功能。相反，CHI3L1介导的心肌成纤维细胞的激活在体外被RAF抑制剂部分抑制。此外，RAF抑制剂的体内给药减弱了CHI3L1诱导的MI后心肌伤口愈合的能力，导致MI后心脏破裂的增加。.结论：我们的研究结果确定CHI3L1是促进富含胶原蛋白瘢痕形成的重要调节因子，通过与EGFR的结合激活RAF/MEK1/ERK下游信号级联反应，改善MI进程中的伤口愈合和心脏功能。