阿霉素(doxorubicin, Dox)是一种临床上广泛应用的抗肿瘤药物，约1/3的乳腺癌患者和一半以上的儿童癌症患者都会接受Dox化疗。然而，其时间和剂量依赖性的心脏毒性严重影响患者的远期预后及生活质量。更为严重的是，约5~10%的化疗患者最终发展为心肌病(DoxCM)，部分病理甚至需要心脏移植。尽管临床上认识到Dox心脏毒性的严重性，但其具体的病理机制尚未完全阐明，缺乏有效的干预手段。因此，深入研究其分子机制并寻找干预策略具有重要意义。

2025年8月14日，美国圣路易斯华盛顿大学医学院郭桢、Ali Javaheri助理教授团队在国际顶级心血管期刊Circulation在线发表题为“Human Single-nucleus RNA Sequencing Identifies CD47 as a Therapeutic Target for Doxorubicin-induced Cardiomyopathy”的研究论文。该研究首次系统绘制了DoxCM患者心脏的单细胞核转录组图谱，并与非缺血性心肌病(NICM)进行对比分析，发现DoxCM心脏组织中存在更为显著的成纤维细胞活化以及免疫吞噬功能抑制，并伴随“don’t eat me”信号关键分子CD47在DoxCM中明显上调。通过CD47中和抗体干预可有效缓解Dox诱导的心肌损伤，提示CD47可作为潜在的治疗靶点。该成果是研究团队继在Cell Metabolism和JACC: Basic to Translational Science发表系列相关研究后的又一重要进展，进一步深化了对蒽环类心脏毒性机制的理解，并拓展了其干预策略的新途径。 

研究团队前期发现，DoxCM与NICM患者心脏组织中存在显著的转录因子TFEB入核差异(详见Cell Metabolism)，提示不同病因所致的心衰在转录水平可能具有高度的异质性。为了进一步系统解析二者差异及分子特征，研究人员对11例DoxCM患者、6例NICM患者及8例非衰竭供体(Donor)心脏组织进行了单细胞核转录组测序(snRNA-seq)。初步分析显示，DoxCM和NICM在细胞成分比例和总体基因表达谱上差异相对有限。 

基于此，研究人员对心脏组织中的主要细胞类型 (包括心肌细胞成纤维细胞、内皮细胞、髓系细胞及周细胞等)进行了亚群聚类与特征分析。结果发现，DoxCM患者心脏中激活型成纤维细胞簇的比例显著高于NICM组，且成纤维细胞活化相关标记物(如POSTN、FAP)在转录和蛋白表达水平均明显上调。 

尽管DoxCM患者心脏中成纤维细胞的总体占比与Donor组相近，且低于NICM组，但其活化状态的成纤维细胞比例却显著升高。为探究其机制，研究人员对髓系细胞中差异表达基因进行分析，发现DoxCM组中排名前50的下调基因多数富集于吞噬相关通路。进一步聚焦“don’t eat me”经典吞噬抑制信号，发现CD47在DoxCM心脏中显著上调。该结果在Dox处理的人工诱导多能干细胞(iPSC)来源的心脏成纤维细胞和巨噬细胞中亦得到验证，提示CD47介导的免疫逃逸可能促进Dox诱导的成纤维细胞活化与积聚。 

随后，研究人员在接受Dox治疗的荷瘤小鼠模型中观察到与DoxCM患者一致的心脏成纤维细胞活化及CD47表达上调现象。进一步机制研究表明，炎性因子IL-1β可能在Dox诱导CD47表达过程中发挥关键调控作用。  

为探究CD47信号对DoxCM的影响，研究团队在小鼠模型中采用CD47中和抗体进行了实验。结果显示，无论作为预处理还是治疗手段，CD47抗体均可显著改善心功能，减轻Dox诱导的心肌细胞萎缩及心脏纤维化，并减少心脏中成纤维细胞的异常聚集。进一步在荷瘤小鼠中进行治疗实验亦表明，CD47抗体同样能够有效缓解肿瘤诱导的心肌萎缩与纤维化，提示CD47抗体在多种心脏损伤背景下均具有潜在的心脏保护作用。  

机制上，研究人员通过白喉毒素(DT)介导的心脏驻留巨噬细胞特异性消融模型，证实该细胞群在CD47抗体介导的心脏保护效应中不可或缺。体外实验进一步显示，CD47抗体能够显著缓解Dox诱导的巨噬细胞功能障碍，包括胰岛素样生长因子1 (IGF-1)的分泌减少以及吞噬功能的降低。

综上，本研究首次在人类终末期DoxCM组织中应用snRNA-seq技术，揭示了疾病特异性的细胞转录图谱，鉴定出CD47介导的免疫细胞与成纤维细胞间的异常互作可能在DoxCM的发病机制中发挥关键作用。该发现提示，CD47阻断有望作为DoxCM的潜在治疗策略，为阐明其发病机制及开发靶向干预手段提供了新的理论依据。

圣路易斯华盛顿大学医学院郭桢讲师、Ali Javaheri助理教授为本文的共同通讯作者，郭桢讲师和Anahita Ataran博士后为本文的共同第一作者。本研究项目得到了圣路易斯华盛顿大学医学院喻文静博士、马盼博士、沈梦城助理教授、Carmen Bergom副教授、Kory J. Lavine教授和宾夕法尼亚大学医学院Kenneth B. Margulies教授的大力支持。此外，本研究还获得了美国国立卫生研究院(NIH)、美国心脏协会(AHA)和Bitterroot Bio公司等项目的资助。

原文链接：

https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.124.071217

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