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张臻/张敏团队发现心梗后免疫抑制微环境形成新机制

作者:张臻    来源自:中国免疫学会    点击数:14169   发布时间:2023-08-28
       心脏是自身免疫的易感器官。自身免疫反应在包括心肌炎在内的心脏病中起着重要作用。自身免疫攻击以链式反应放大各类心脏损伤,持续性的损伤可以缓慢地演变为心力衰竭。在某些情况下,这种链式反应迅速扩展可导致心功能急剧下降,产生较高的死亡率。流行病学显示,自身免疫疾病患者心血管疾病的风险增加,并且在心血管意外发生后的预后更差。
       心肌梗死是常见的严重危害生命健康的心血管疾病。目前的心梗治疗手段如经皮冠状动脉介入手术,已经极大地改善了心梗后的早期生存率。然而,心梗仍然是心力衰竭的头号原因。其中心梗后持续的抗心脏自身免疫在心梗后心力衰竭的发展中起着重要作用。由于胸腺中枢耐受机制的缺陷,针对心脏特异性抗原的T淋巴细胞被释放进入外周。在缺血损伤引起的炎症环境下,树突状细胞介导的外周耐受被打破,活化的树突状细胞递呈死亡细胞释放的心脏特异性抗原,激活心脏特异性抗原的T淋巴细胞,引发自身免疫反应。正常情况下,心梗引起的自身免疫反应是一过性的,通常在心梗引发的炎症消退后缓解。然而,机体如何限制心梗后引发的自身免疫反应尚不清楚。
       2023年8月24日, 上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心张臻课题组及其合作者在Immunity杂志上发表题为“Lymphatic endothelial transcription factor Tbx1 promotes an immunosuppressive microenvironment to facilitate post-myocardial infarction repair”的研究论文。该工作发现转录因子Tbx1在心梗后的心脏淋巴管内皮细胞中特异激活,其不仅促进心梗后的新生淋巴血管形成,促使淋巴管内皮细胞进入梗死区域,同时还增强了淋巴管内皮细胞的免疫抑制功能,在心梗区有效地建立了免疫抑制微环境,通过抑制自身反应性CD8+ T细胞扩增并促进修复性巨噬细胞的扩增,从而帮助心梗后的修复。


       本研究中,研究人员首先通过生物信息学手段筛选出Tbx1是心梗后4-7天期间激活最显著的转录因子之一。通过Tbx1LacZ报告基因以及淋巴管内皮特异标志Vegfr3染色发现Tbx1基本表达在心脏淋巴管内皮细胞。在内皮细胞中敲除Tbx1(Tbx1cko)可导致心梗区淋巴管再生障碍,进入心梗区的淋巴管内皮细胞减少。同时,自身反应性CD8+ T细胞数量显著增多,以及促修复性巨噬细胞的减少。相应地观察倒梗死区炎症加重及修复变差,心功能显著恶化。
       为探寻淋巴管内皮细胞Tbx1 调控自身反应性CD8+ T细胞的机制,团队通过富集心梗后内皮细胞进行转录组和表观遗传学分析。发现Tbx1调控两类基因表达, 一类促进淋巴管生成,另一类具有重要的免疫调控功能, 包括细胞因子Ccl21和表面黏附分子Icam1。Ccl21受体Ccr7在免疫耐受性树突状细胞(tDC)中特异表达,而Icam1受体Itgal在促进免疫耐受的调节性CD4+ T细胞(Treg)中高表达。多重RNA原位杂交显示,淋巴管内皮和tDC及CD8+ T淋巴细胞在心梗区有显著的空间共定位, Tbx1缺失导致这两类细胞与淋巴管内皮细胞间距离明显增大。提示心脏淋巴管内皮细胞在心梗区免疫抑制微环境的建立中发挥重要的枢纽作用。
       为进一步验证Ccl21和Icam1介导淋巴管内皮细胞的免疫抑制作用, 团队通过Ccl21抗体及淋巴管内皮特异性敲除Icam1,发现Ccl21和Icam1的缺失,分别导致心脏内tDC或Treg的显著减少, 但都导致CD8+ T细胞数目显著增多和心功能显著降低。相反,在Tbx1cko小鼠中注射CD28SA抗体扩增Treg,可减少CD8+ T细胞数,并挽救降低的心功能。上述结果证明心梗后淋巴管内皮细胞的免疫抑制作用通过Tbx1驱动的Ccl21和Icam1表达上调来得以实现。
       综上所述,该研究揭示心梗后的心脏中存在主动抑制自身免疫反应的机制。淋巴管内皮细胞在抑制自身反应性CD8+ T细胞中扮演重要角色。该分子机制的发现,为研究心脏损伤修复、防止心梗后心衰发生提供了新的防治途径。TBX1剂量不足是最常见染色体微缺失综合征22q11.2缺失综合征(22q11.2DS)中导致先天性心脏病的重要原因,其发病率高达1:2000。随着儿科护理的进步,成年22q11.2DS患者的人数正在逐年增加。我们的研究表明该特定人群心梗预后可能更差,需要针对该危险因素开展预防性的治疗措施。
       上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心的张臻研究员和张敏副研究员是本研究论文的共同通讯作者。上海交通大学医学院博士生王文峰、美国德克萨斯心脏研究中心研究员李潇、上海交通大学医学院博士生丁晓宁、熊珊珊为共同第一作者。上海市免疫学研究所黄传新研究员在研究中提供了非常多的指导和帮助。

       文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1074761323003321

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