浸润性心脏巨噬细胞通过活化Notch1/Wnt信号通路诱导心脏内皮细胞间充质转化参与脓毒性心肌病心肌纤维化的作用机制研究

Patients surviving from septic cardiomyopathy (SIC) have an increased risk of long-term cardiovascular disease due to chronic myocardial fibrosis, however the specific mechanism is unclear. Cardiac macrophage (cMΦ) infiltration was observed in the heart of SIC mice, endothelial mesenchymal transition (EndoMT) was induced by co-culture of cMΦ with cardiac endothelial cells (cEC) and cEC Notch1 and Wnt/β-catenin pathways were up-regulated meantime. Based on this, we proposes a hypothesis that invasive cMΦ initiates endoMT-mediated myocardial fibrosis by synergistically regulating cEC Notch1 and Wnt/β-catenin pathways. We plan to establish a SIC model to analyze the predictive value of monocyte cell subtype ratio for SIC associated fibrosis by flow cytometry，to observe cMΦ infiltration by immunofluorescence, and to detect cEC EndoMT marker expression. We also plan to investigate interaction between Notch1 and Wnt/β-catenin pathway during cEC EndoMT using report genes. This project will help to understand the myocardial fibrosis process in SIC patients, deepen the understanding of acute and chronic organ dysfunction of sepsis, and provide ideas and potential intervention targets for SIC myocardial fibrosis treatment.

存活脓毒性心肌病（SIC）患者继发心肌慢性纤维化致远期心血管疾病风险增加，但具体机制不清。SIC小鼠心脏可见心脏巨噬细胞（cMΦ）浸润，cMΦ与心脏内皮细胞（cEC）共培养可诱导内皮间充质转化（EndoMT），伴cEC Notch1及Wnt/β-catenin通路上调。基于此，本项目提出假说：浸润性cMΦ通过协同调控cEC Notch1与Wnt/β-catenin通路启动EndoMT介导远期心肌纤维化。本项目拟建立SIC模型，通过流式细胞术分析单核细胞亚型比例对SIC远期纤维化预测价值；免疫荧光观察cMΦ浸润，检测cEC EndoMT标志物表达；报告基因法观察Notch1和Wnt/β-catenin通路交互作用对cEC EndoMT的影响。本项目有助于深入了解SIC患者心肌抑制—慢性纤维化这一连续过程，加深对脓毒症急慢性器官功能障碍的理解，为远期SIC心肌纤维化治疗提供思路和潜在干预靶点。

脓毒性心肌病为脓毒症的严重并发症，主要表现为左或（和）右心室扩大及射血分数降低。既往多认为，脓毒性心肌病是一种可逆性心肌抑制，患者感染控制后受损心功能多数能恢复至相对正常水平。然而，近期针对存活脓毒症患者的长期随访研究发现这类患者远期包括心力衰竭在内的多种心血管疾病风险明显增加，其机制与脓毒性心肌病发生后心脏纤维化有关。心脏纤维化是多种心脏疾病发展到一定阶段的共同病理表现。然而，心脏纤维化的具体发病机制并不十分明确。巨噬细胞浸润在急性心肌梗塞、心肌肥厚等多种心脏疾病中被观察到，与心脏纤维化过程密切相关；在盲肠结扎穿孔和脂多糖诱导的脓毒症模型中也被观察到心脏巨噬细胞增多。但心脏巨噬细胞是否参与及如何参与脓毒性心肌病心肌急性损伤后心脏纤维化的发生发展过程仍不明确。本研究目的为：1）明确脓毒性心肌病动物模型是否会出现远期心脏纤维化及心功能下降；2）探讨心脏巨噬细胞在脓毒性心肌病模型中是否参与了心脏纤维化的发生；3）探讨巨噬细胞是否可激活Wnt/β-catenin信号通路，后者是否参与心脏纤维化的过程。结果发现，1）脓毒性心肌病模型小鼠可见左室射血分数降低（57.58±2.38 % vs 75.85±1.46 %, P<0.0001），后期可见心脏组织明显纤维化（胶原容积分数7.20±2.83 % vs 0.37±0.21 %, P<0.0001）；2）模型小鼠心脏浸润性巨噬细胞明显增加，可刺激心脏成纤维细胞活化为肌成纤维细胞；3）巨噬细胞激活Wnt/β-catenin信号通路，抑制该通路可抑制心脏纤维化的进展（使用XAV939抑制该通路后胶原容积分数2.92±0.84 % vs 7.26±2.09 %，P=0.0006）。以上结果提示，脓毒性心肌病可引起远期心功能受损、心脏纤维化；心脏浸润性巨噬细胞在脓毒性心肌病模型中富集，通过激活Wnt/β-catenin信号通路刺激心脏成纤维细胞活化，从而参与心脏纤维化的发生发展；通过抑制Wnt/β-catenin信号通路可抑制成纤维细胞的活化，减轻心脏纤维化程度，或为脓毒性心肌病心脏纤维化的预防和治疗提供潜在干预靶点。