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为探究成年心脏成纤维细胞中细胞自主免疫信号如何调控纤维化，来自印度 Amrita Vishwa Vidyapeetham 的研究人员开展了关于 TLR4 信号在心脏成纤维细胞中作用的研究。结果表明，抑制 TLR4 信号可调节体外纤维化变化。这为治疗心脏损伤后的纤维化提供了新方向。
在心脏的世界里，心肌损伤后的纤维化问题一直是困扰医学界的难题。心脏成纤维细胞（Cardiac fibroblasts，CF）作为心脏纤维化的主要参与者，在正常情况下处于安静的 “休眠” 状态，可一旦心脏受到损伤，它们就像被唤醒的 “士兵”，迅速活化并转化为肌成纤维细胞，大量沉积细胞外基质（extracellular matrix，ECM）蛋白，导致纤维化形成。过多的纤维化会破坏心脏正常的结构和功能，严重影响心脏健康。
在免疫反应与纤维化的关系中，Toll 样受体 4（Toll-like receptor 4，TLR4）逐渐进入研究人员的视野。它最初被发现是微生物感染时识别脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）的受体，后来研究发现它在非无菌性损伤中也能感知内源性损伤信号，对组织修复过程产生影响。已有研究显示，TLR4 基因敲除小鼠可免受实验性诱导的器官纤维化，使用二甲双胍抑制 TLR4 信号能减轻心肌梗死后左心室功能障碍。然而，TLR4 在心脏成纤维细胞中的具体作用却并不清晰。
为了揭开这个谜团，印度 Amrita Vishwa Vidyapeetham 的研究人员开展了一系列研究。这项研究成果发表在《Heliyon》上，为深入了解心脏纤维化的机制和治疗提供了重要依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。在数据研究方面，利用公开的小鼠和人类单细胞数据，借助 R 语言中的 Seurat 包进行分析，探索 TLR 和细胞因子的表达情况；对人类心脏成纤维细胞进行批量 RNA 测序，以挖掘基因表达的变化。在细胞实验方面，培养人类心脏成纤维细胞，通过不同处理方式抑制或激活 TLR4 信号；运用流式细胞术、蛋白质免疫印迹法检测 TLR4 的表达；使用细胞因子微球阵列测定细胞因子水平；开展划痕实验和凝胶收缩实验评估细胞的迁移和收缩能力；构建蛋白质 - 蛋白质相互作用网络（Protein–protein interaction，PPI），寻找关键调控分子。
下面来看看具体的研究结果：
- TLR4 是成年心脏成纤维细胞中的主要免疫传感器：通过对多种实验数据的分析，研究人员发现 TLR4 在成年人类和小鼠的健康心脏成纤维细胞中大量表达。在小鼠心脏受伤后，TLR4 及其信号通路相关分子的表达明显增加，且细胞因子的表达变化与 TLR4 信号通路基因表达的时间模式密切相关。在体外实验中，虽然 TLR4 在基础条件下高表达，但用 LPS 刺激时其表达没有显著增加。
- 抑制 TLR4 信号可减少 TGF-β 介导的心脏成纤维细胞活化：使用 TAK - 242 抑制 TLR4 信号后，研究人员发现心脏成纤维细胞中纤维化基因 Collagen1A1 和 α - Sma 的表达显著降低。同时，细胞的迁移和凝胶收缩能力也受到明显抑制，这表明抑制 TLR4 信号能有效减少心脏成纤维细胞的纤维化相关特性。
- TLR4 下调抑制心脏成纤维细胞中的促纤维化转录特征：转录组分析显示，TGF - β 刺激心脏成纤维细胞会使许多与细胞外基质组织、细胞迁移等相关的基因上调，而抑制 TLR4 信号则会阻断这些通路。进一步研究发现，抑制 TLR4 信号能抑制多种细胞外基质基因的表达，使用另一种 TLR4 抑制剂 TLR4 - IN - C34 也得到了类似结果，这充分证明了 TLR4 信号调节对细胞外基质蛋白合成的重要影响。
- 蛋白质 - 蛋白质相互作用网络分析揭示 IL - 6 是 TLR4 抑制后减少的主要枢纽基因：通过构建 PPI 网络，研究人员发现 IL - 6 是关键的枢纽基因之一。TGF - β 处理会使心脏成纤维细胞中 IL - 6 表达增加，抑制 TLR4 信号则会显著降低其表达。补充 IL - 6 后，纤维化基因的表达又会部分恢复，这表明 IL - 6 在 TLR4 介导的纤维化反应中起着关键作用。
综合上述研究，研究人员得出结论：心脏成纤维细胞在损伤后的免疫环境中十分活跃，TLR4 是其中重要的传感器。抑制 TLR4 信号能显著减少 TGF - β 诱导的纤维化变化，调节细胞因子和细胞外基质基因的表达。这一发现揭示了 TLR4 在调节心脏成纤维细胞固有特性中的作用，为治疗心脏损伤后的病理性纤维化提供了新的潜在靶点。虽然抑制 TLR4 可能不是治疗纤维化的可行策略，但针对其下游靶点如减少 Periostin 或 IL - 6 的表达，有望成为避免心脏病理性纤维化的有效治疗方案，为未来心脏疾病的治疗开辟了新的研究方向，具有重要的理论和临床意义。
