背景:心肌纤维化是心肌重构的主要病理特征。炎症在心脏重构和心力衰竭的发生中起着重要作用。趋化因子-受体信号是介导免疫细胞(包括单核/巨噬细胞和中性粒细胞)动员和迁移的关键信号通路,在多种炎症性疾病中发挥重要的作用。然而,趋化因子受体CXCR2在心肌纤维化及心脏重构中的作用仍不清楚。目的:阐明趋化因子受体CXCR2在血管紧张素II(Ang II)诱导的小鼠心肌纤维化和重构中的作用及其分子机制。明确CXCR2是否可作为高血压性心肌纤维化和重构的干预新靶点。方法:1.动物模型建立:采用野生型小鼠(WT,C57BL/6J,8-10周龄)、CXCR2基因敲除(CXCR2 KO)小鼠、骨髓移植嵌合体小鼠及CXCR2选择性抑制剂SB265610(2mg/kg/day)处理的WT雄性小鼠。应用微量缓释泵灌注Ang II(1000 ng/kg/min)给动物1-14天诱导心肌纤维化及重构模型。2.体外细胞趋化及细胞共培养实验:从WT和CXCR2 KO小鼠提取骨髓细胞并诱导分化为巨噬细胞。Transwell迁移实验观察趋化因子CXCL1对巨噬细胞迁移、活化的影响。WT和CXCR2 KO巨噬细胞与SD大鼠乳鼠原代心肌成纤维细胞共培养,观察巨噬细胞对成纤维细胞的作用。3.血压和心脏功能测定:采用鼠尾套管血压仪测量动脉收缩压和舒张压。采用Vevo1100小动物高分辨率超声影像系统左室短轴切面测量舒张期和收缩期左室前后壁厚度及左室内径,评估动物心脏功能。4.基因、蛋白、细胞和组织分析:应用基因表达谱芯片检测趋化和炎症因子的表达水平。流式细胞技术分析组织中免疫细胞的数量。H&E(Hematoxylin&Eosin)染色观察心肌组织间质的炎性细胞浸润情况。Masson’s trichrome染色检测心肌组织纤维化的情况。免疫组织化学染色观察心肌成纤维细胞活化的情况;实时定量PCR测定纤维化及炎症相关标志物的表达水平;Western blot检测纤维化、炎症相关信号蛋白的表达水平。5.病人标本分析:收集正常对照血样(32例)和高血压性心衰患者血样(30例)及病史资料。采用流式细胞仪检测患者及对照组血液中免疫细亚群数量。应用ELISA测定血清中趋化因子的蛋白水平。6.分析方法:结果均用均数±标准差(Mean±SD)来表示。如果数据符合正态分布,则使用t检验来确定两组之间的显著性差异。如果数据不是正态分布,则使用Mann-Whitney检验。采用方差分析对三组以上数据进行分析。采用多因素logistic回归分析血液中CXCR2~+免疫细胞或CXCL1水平与心衰发生之间的相关性。结果:1.基因表达谱芯片结果表明Ang II(1000 ng/kg/min)灌注1天后,小鼠心肌组织中趋化因子CXCL1表达升高最显著。在Ang II(1000 ng/kg/min)灌注1、3、7和14天后,心肌组织中CXCR2受体蛋白水平和CXCR2~+免疫细胞数量呈时间-依赖性增高。2.与野生小鼠比较,CXCR2敲除可明显降低Ang II诱导的血压升高,改善心功能障碍、抑制心肌纤维化和炎性细胞的浸润。同时,Ang II诱导的心肌中CD45~+免疫细胞(包括巨噬细胞和中性粒细胞)的浸润数量在CXCR2敲除小鼠心肌组织中显著降低。另外,Ang II引起的与纤维化和炎症反应相关信号通路的激活(包括TGF-β-Smad2/3和NF-κB)在CXCR2敲除小鼠中也明显受到抑制。3.应用CXCR2受体抑制剂SB265610处理WT小鼠后可明显降低Ang II诱导的血压升高,改善心功能障碍、纤维化和炎性细胞的浸润。4.与WT小鼠骨髓细胞移植到WT小鼠组比较,CXCR2敲除小鼠的骨髓细胞移植到WT小鼠的高血压、心功能异常,心肌纤维化程度和炎性细胞浸润的数量也明显减轻。5.体外Transwell实验表明,与野生巨噬细胞比较,CXCR2敲除可抑制CXCL1引起的巨噬细胞迁移、活化和NF-κB激活。细胞共培养实验证实CXCR2敲除巨噬细胞可显著可减轻Ang II诱导的成纤维细胞转分化及TGF-β-Smad2/3信号通路激活。6.与正常对照组比较,心衰病人血清CXCL1水平和CXCR2~+单核细胞数量均明显增高,且与心衰发生之间存在显著正相关关系。结论:本研究证明CXCR2~+的单核细胞/巨噬细胞在Ang II诱导的心肌纤维化和重构中起着重要的作用,其主要机制是Ang II促进心肌中CXCL1表达增高,招募骨髓来源的CXCR2~+的单核/巨噬细胞到心肌组织中,释放大量炎症因子,继而引起成纤维细胞活化,导致心肌纤维化和重构的发生。因此,选择性抑制CXCR2可作为干预高血压性心肌纤维化和重构发生的新靶点。