在心脏疾病的发生、发展及预防中，心脏微血管内皮细胞（cardiacmicrovascularendothelialcells，CMECs）与心肌细胞之间的crosstalk发挥着重要的作用。例如，CMCEs中eNOS的激活在缺血预处理等措施对心肌缺血/再灌注（I/R，Ischemia/Reperfusion）损伤的保护中发挥着关键的作用。然而，心肌细胞对CMECs的调节，研究得较少。近日，中医院杨跃进教授研究团队在生物医学1区杂志《Theranostics》(IF:8.)上首次报道，中药通心络（Tongxinluo,TXL）可通过心肌细胞外泌小体激活CMECs中的eNOS通路而减轻心肌I/R损伤，揭示了心肌细胞调节CMECs的新机制。
eNOS是一种主要负责血管内皮细胞中NO生成的酶。在心脏中，不仅是内皮细胞表达eNOS，其他非内皮细胞如心肌细胞和成纤维细胞也表达这种酶。杨教授团队早期一系列的研究表明，TXL预处理可以通过激活eNOS通路而保护CMECs的结构和功能，防治急性心肌梗死(AMI)冠状动脉再通后的心肌无再流，减轻心肌I/R损伤，缩小心梗面积。然而，TXL如何激活CMECs中的eNOS，至今尚不明确。在探究这个问题的过程中，杨教授的团队发现，中药TXL可通过心肌细胞的外泌小体介导与CMECs之间的Crosstalk，从而保护CMECs，减少心肌I/R损伤。
在该研究的体外实验中发现，TXL虽可直接保护CMECs，但该作用不由eNOS介导。然而，在大鼠离体心（Langendorff）实验中，TXL对离体心I/R后的保护作用，却是依赖于CMECs中eNOS的激活。由于离体心系统中没有其它器官（如肝、肾等），且灌注液中没有血液，因此TXL应是通过作用于心脏中的其它细胞而间接激活CMECs中的eNOS，从而保护心肌。基于心肌细胞及成纤维细胞两者在心脏中所占比例最高，研究者先用TXL预处理心肌细胞（CMTXL）及心脏成纤维细胞（FbTXL），再用两者条件培养基分别处理CMECs。该实验中，CMTXL条件培养基可减轻缺氧/复氧诱导的CMECs损伤，而FbTXL的则不能。进一步地，研究者在细胞共培养系统里验证，CMTXL在缺氧/复氧时可保护CMECs；且该作用由外泌小体激活CMECs中的eNOS实现。体内实验中，研究者发现，外泌小体的抑制剂（GW），可消除TXL保护微循环及缩小心梗面积的作用，佐证了体外研究的结果。在后续的实验中，借助p70s6k1siRNA，miR--5pmimics及linc-RORsiRNA，研究者证明缺氧/复氧（I/R）时，CMTXL通过释放富含linc-ROR的外泌小体作用于CMECs，增加CMECs中miR--5p的“吸附海绵”——linc-ROR，从而降低游离miR--5p水平及促进p70s6k1表达，激活eNOS通路而保护CMECs，减轻心肌缺血再灌注损伤（见下图）。
本研究在探索中药TXL的保护机制中，首次揭示心肌——内皮细胞间crosstalk在I/R中的关键作用，并通过激活linc-ROR/p70s6k1/eNOS通路而减轻心肌I/R损伤。研究结果有望为心肌I/R损伤的药物研发提供新靶点。
中医院杨跃进教授为文章通讯作者，课题组成员陈桂浩博士为第一作者。
参考文献：
GuihaoChen,ChuanshengXu,ThomasGGillette,TongyiHuang,PeisenHuang,QingLi,XiangdongLi,QinfengLi,YuNing,RuijieTang,CunrongHuang,YuyanXiong,XiaqiuTian,JunXu,JunyanXu,LipingChang,CongWei,ChenJin,JosephAHill,YuejinYang.Cardiomyocyte-derivedsmallextracellularvesiclescansignaleNOSactivationincardiacmicrovascularendothelialcellstoprotectagainstIschemia/Reperfusioninjury.Theranostics.Sep23;10(25):-
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