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Circ Res 中国医学科学院基础医学研究所王婧/赵红梅团队揭示心脾器官交互异常促进心脏重塑的作用机制

来源 2025-08-05 12:22:11 医疗资讯

免疫球蛋白E (Immunoglobulin E, IgE)在过敏性疾病、寄生虫感染以及心血管疾病中均发挥着重要作用。课题组前期研究发现,在心力衰竭患者以及通过主动脉弓缩窄(TAC)诱导的心脏重塑小鼠模型中,血清IgE均显著升高,并且发现IgE高亲和力受体FcεR1在心肌细胞和心肌成纤维细胞表达,IgE直接作用于心肌细胞和心肌成纤维细胞,激活TGF-β以及其下游信号通路,促进心肌细胞肥大和心脏纤维化。然而,IgE在心脏重塑过程中如何产生,其具体来源仍不明确。本研究系统地阐明了病理性心脏重塑过程中的IgE如何产生,其生成来源以及升高的具体机制,发现了心脏与脾脏间的跨器官调控在心脏重塑及心力衰竭发展中的重要性,拓展了对心脏重塑发病机制的认识。

2025年5月20日,中国医学科学院基础医学研究所王婧研究员、赵红梅研究员团队在Circulation Research杂志发表了题为“Spleen-Heart Cross-Talk Through CD23-Mediated Signal Promotes Cardiac Remodeling”的研究论文。该研究首次鉴定出Ltf-ADAM10-CD23信号通路在心脏-脾脏间的跨器官调控中发挥关键作用,明确了其在IgE生成过程中的核心调节功能,并证实干预CD23减少IgE生成可以延缓和减轻心脏重塑。 

首先,该研究为明确心衰时血清IgE升高的具体来源,通过流式实验对TAC模型小鼠的骨髓、淋巴结、脾脏、血浆、血管及心脏组织进行了IgE阳性浆细胞及IgE阳性浆母细胞的分析。结果显示,仅脾脏中IgE阳性浆细胞及浆母细胞的比例显著升高,提示TAC模型下,脾脏是IgE产生的主要来源。 

IgE的低亲和力受体FcεRII (又称CD23)主要表达于B细胞表面,被认为在IgE生成调控中发挥重要的负性调节作用。该研究发现,在TAC模型小鼠的脾脏B细胞中,CD23的表达显著降低,这可能导致CD23对IgE生成的负性调节功能受损,造成血清中IgE水平的升高。

功能研究进一步表明,全身性敲除CD23可显著上调TAC诱导的IgE生成,并加重心脏重塑;相反,全身性过表达CD23或在B细胞中特异性过表达CD23均可有效抑制TAC所致的IgE升高并改善心脏重塑;通过给予抗CD23抗体也能显著抑制TAC引起的IgE水平升高及病理性心脏重塑现象。此外,通过给予抗IgE抗体可以有效阻断CD23敲除对TAC诱导的IgE水平升高和病理性心脏重塑的加重作用。以上研究结果共同表明,CD23通过抑制IgE的生成,在TAC诱导的心脏重塑过程中发挥保护性作用。 

研究人员发现在TAC模型下脾脏B细胞中CD23的mRNA水平并没有显著改变,而CD23的膜表面切割酶-ADAM10的mRNA水平和蛋白水平均显著上调,并伴随着可溶性CD23 (sCD23)水平升高,提示脾脏B细胞中ADAM10的表达上调会造成膜CD23脱落增加,从而减弱其对IgE生成的负性调控作用。并且,通过应用不同处理的血浆刺激脾脏B细胞,观测其对CD23和ADAM10表达的影响,发现心脏重塑过程中影响CD23和ADAM10表达调控的因子的性质为蛋白类分子。 

研究人员通过DIA质谱蛋白组学技术,对TAC小鼠的血清样本进行蛋白质组分析,筛选出11种显著升高的候选蛋白。进一步验证实验发现,乳铁转运蛋白(Lactotransferrin, Ltf)在心脏组织中的表达水平显著升高。此外,通过小鼠体内注射Ltf,观察到其能够促进IgE的生成并导致心脏重塑,进一步证明在心脏重塑过程中Ltf作为关键的调控因子。机制研究进一步证实,在心脏重塑早期阶段,Ltf自心脏释放后可与脾脏B细胞表面的受体Nucleolin (Ncl)结合,诱导ADAM10的表达上调,进而促进膜表面CD23的剪切与脱落,削弱其对IgE合成的负向调控作用,导致IgE的异常升高。 

最后,研究人员发现在心衰患者血清中sCD23、IgE和Ltf水平均显著升高,相关性分析显示sCD23、IgE以及Ltf水平均与左心室射血分数(LVEF)呈负相关,而sCD23与IgE及Ltf之间则均表现出显著的正相关性。 

综上,该研究首次系统性揭示了心脏与脾脏之间通过Ltf-ADAM10-CD23-IgE信号轴实现跨器官交流:心脏重塑早期释放Ltf,作用于脾脏B细胞Ncl受体,诱导ADAM10的表达上调,导致B细胞膜表面CD23的剪切脱落,削弱其对IgE生成的负向调控作用,促进脾脏B细胞中IgE的生成,从而进一步加重病理性心脏重塑。 

中国医学科学院基础医学研究所王婧研究员、赵红梅研究员为该文共同通讯作者,中国医学科学院基础医学研究所博士研究生冯玉帆、硕士研究生杨洋、硕士研究生杨红琴为该文的共同第一作者。该工作得到北京市卓越青年基金、国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国医学科学院医学与健康科技创新工程等项目的资助。

原文链接:

https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCRESAHA.124.325813

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