STTT：首都医科大学李玉琳团队发现心肌梗死后心脏损伤的致病新机制

心肌细胞死亡后免疫细胞浸润调节心肌梗死(MI)后细胞外基质重塑和瘢痕形成。caspase-募集结构域家族成员9 (CARD9)在先天免疫中作为介导促炎信号级联转导的适配器；然而，其在心肌梗死后心脏损伤和修复中的作用尚不清楚。

2023年10月13日，首都医科大学李玉琳团队共同通讯在Signal Transduction and Targeted Therapy在线发表题为“Macrophage CARD9 mediates cardiac injury following myocardial infarction through regulation of lipocalin 2 expression”的研究论文，该研究发现巨噬细胞CARD9可以通过调节脂钙蛋白2的表达介导心肌梗死后的心脏损伤。该研究发现Card9是小鼠缺血心肌中表达上调最多的Card基因之一。CARD9表达在心肌梗死后第1天显著升高，在心肌梗死后第7天下降。CARD9主要在f4 /80阳性巨噬细胞中表达。心肌梗死后28天，Card9基因敲除(KO)可改善小鼠左心室功能，减少梗死疤痕大小。此外，Card9 KO抑制心肌细胞边界区凋亡，减弱基质金属蛋白酶(MMP)的表达。

RNA测序显示Card9 KO显著抑制心肌梗死后脂钙蛋白2 (Lcn2)的表达。巨噬细胞中均检测到LCN2和受体溶质载体家族22成员17 (SL22A17)。随后，作者证明Card9过表达增加了LCN2的表达，而Card9 KO抑制了巨噬细胞中坏死细胞诱导的LCN2上调，这可能是通过NF-κB实现的。Lcn2 KO在心肌梗死后表现出有益作用，重组Lcn2在体内降低了Card9 KO的保护作用。Lcn2 KO降低心肌梗死后巨噬细胞中MMP9的表达，Lcn2过表达增加MMP9的表达。在重组LCN2处理下，巨噬细胞中Slc22a17的敲除减少了MMP9的释放。总之，研究结果表明，巨噬细胞CARD9通过LCN2介导心肌梗死后心功能恶化和不良重构。

心脏病是世界范围内死亡的主要原因，急性心肌梗死(MI)是一种常见的心血管疾病，导致心肌细胞坏死。由于成人心脏缺乏再生潜能，受损心肌被瘢痕所取代，对心脏功能产生不利影响。因此，心肌梗死后存活的患者通常会出现心力衰竭。努力减少心脏损伤或促进心肌梗死后的修复可能有助于预防心力衰竭。先天免疫在心肌梗死后对死亡心肌细胞释放的危险相关分子模式(DAMPs)的反应中被激发并发挥重要的调节作用免疫细胞被招募来放大炎症。心肌梗死后不久，单核细胞通过C-C基序趋化因子配体2 / C-C基序趋化因子受体(CCR2)信号传导进入梗死心脏，并开始分化为巨噬细胞，在心肌梗死后24小时内取代缺血区域的巨噬细胞。

巨噬细胞具有很强的可塑性，可以采取多种激活状态。在心肌梗死后1 - 3天，单核细胞来源的巨噬细胞表现出促炎特征，分泌炎症细胞因子和趋化因子。一方面，它们有助于清除坏死细胞，促进梗死心脏的修复。另一方面，过度的炎症反应可能通过破坏边缘区存活的心肌细胞和促进蛋白酶活性来延长缺血损伤白细胞介素升高与心肌梗死患者预后不良相关促炎巨噬细胞损害愈合;而抑制促炎巨噬细胞极化可减少心肌细胞坏死和心肌梗死后的心脏破裂。使用siRNA靶向CCR2减少单核细胞浸润，导致梗死面积减少和心功能改善。

细胞外基质(ECM)是一种动态结构，在心肌梗死后的心脏损伤、修复和重塑中起着至关重要的作用。巨噬细胞和炎症也调节ECM。浸润的巨噬细胞是介导ECM降解的金属蛋白酶(MMPs)的主要来源之一。ECM降解促进早期心脏愈合。最佳疤痕形成需要适当的合成、交联和ECM对齐，这有助于维持心肌梗死后的心脏功能。然而，过度的ECM降解可能导致胶原沉积不足，导致左心室(LV)变薄和扩张。此外，血浆 MMP9 水平与心肌梗死后左心室功能障碍相关。因此，调节巨噬细胞功能以减少MMP的表达或激活可能会降低心肌梗死后心脏损伤的风险。

机理模式图（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy）

模式识别受体(PRRs)识别DAMPs并诱导下游炎症途径的激活。细胞内caspase募集结构域(CARD)家族的蛋白作为PPRs和下游信号分子之间的连接体。特别是，CARD9是活化的PRRs的关键适配器，如C型凝集素受体(CLRs)、细胞内核苷酸寡聚化结构域(NOD)样受体、Toll样受体(TLRs)和一些其他细胞内核酸敏感的PPRs，以响应真菌、细菌、病毒和寄生虫感染。CARD9主要由髓细胞表达。在微生物刺激下，PPRs募集脾脏酪氨酸激酶(Syk)或受体相互作用蛋白2 (RIP2)，进一步激活CARD9。

活化后，CARD9结合BCL10免疫信号接头的CARD结构域，与MALT1类半胱天冬酶相互作用形成CARD9/BCL10/MALT1复合物，激活活化B细胞下游核因子κB轻链增强子(NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号通路。Card9基因敲除(KO)的小鼠易受某些微生物感染。CARD9也参与非感染性炎症调节。此外，在高脂肪饮食处理的小鼠中，Card9 KO通过阻断MAPK通路改善胰岛素抵抗，在急性胰腺炎大鼠中，Card9的敲低抑制NF-κB和p38 MAPK信号，减轻胰腺、肺和肝组织损伤。然而，CARD9是否是先天性免疫和心肌损伤之间的关键调节因子尚不清楚。

该研究利用CARD9 KO小鼠研究了CARD9在缺血心肌中的表达，并揭示了其在心肌梗死后心脏损伤和重构中的作用。研究发现CARD9主要位于巨噬细胞中，其通过NF-κB活化对脂载蛋白2 (lipocalin 2, LCN2)的调节可能是其心肌梗死后不良反应的原因之一。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41392-023-01635-w