泛素-蛋白酶体系统在心肌炎向扩张型心肌病演进中的炎症调控机制与靶向治疗前景

本综述系统阐述了泛素-蛋白酶体系统（UPS）在病毒性心肌炎向炎症性扩张型心肌病（DCM）进展中的核心调控作用。文章深入解析了UPS通过调控病毒-宿主相互作用、模式识别受体（PRR）信号通路、先天与适应性免疫应答等多重机制影响炎症进程，揭示了其在不同语境下兼具促进与抑制功能的"双向调控"特性，为开发靶向UPS的心肌炎及DCM治疗策略提供了重要理论依据。

　　

泛素-蛋白酶体系统概述

泛素-蛋白酶体系统（UPS）是真核细胞内蛋白质选择性降解的核心机制，通过泛素化修饰介导受损蛋白、错误折叠蛋白及调控蛋白的降解，在维持细胞稳态中发挥关键作用。该系统包含泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）、泛素连接酶（E3）、26S蛋白酶体及去泛素化酶（DUBs）等关键组分。泛素化修饰存在单泛素化、多单泛素化和多聚泛素化三种形式，其中K48和K11连接的多聚泛素链通常靶向蛋白质至蛋白酶体降解，而K63连接则主要参与信号转导调控。

免疫蛋白酶体（IP）作为蛋白酶体的特殊亚型，在造血细胞中组成性表达，并可被干扰素（IFN）和肿瘤坏死因子（TNF）等炎症因子诱导表达。其催化亚基β1i/LMP2、β2i/MECL-1和β5i/LMP7取代标准蛋白酶体的对应亚基，增强疏水性C末端肽段的生成效率，优化MHC I类抗原呈递，在细胞毒性T淋巴细胞应答和免疫 repertoire多样性塑造中发挥关键作用。

从心肌炎到DCM的发病机制

心肌炎向扩张型心肌病（DCM）的进展可分为三个阶段：初始心脏损伤阶段、免疫激活与炎症阶段以及心脏纤维化与心肌重构阶段。病毒性心肌炎作为主要类型，通过病毒蛋白酶（如CVB3的2A和3C）直接介导细胞病变效应，破坏线粒体功能并诱发铁死亡和氧化应激。随后，模式识别受体（PRRs）识别病原相关分子模式（PAMPs）和损伤相关分子模式（DAMPs），激活天然免疫应答，产生促炎细胞因子并招募免疫细胞。慢性炎症最终导致心脏纤维化和心室重构，M2巨噬细胞和成纤维细胞在TGF-β等因子驱动下促进胶原沉积和细胞外基质重塑。

UPS在病毒-宿主相互作用中的调控作用

病毒通过操纵宿主UPS系统促进自身复制和逃避免疫监视。例如，腺病毒E1B 55K/E4orf6复合物靶向p53进行泛素化降解，CVB3利用REGγ介导p53降解并诱导cyclin D1的泛素依赖性降解。宿主也利用UPS限制病毒感染，如TRIM56通过K48连接的多聚泛素化靶向CVB3的3D RNA依赖性RNA polymerase促进其降解，LNX1通过下调柯萨奇-腺病毒受体（CAR）表达限制病毒进入。

非降解性泛素化同样重要，腺病毒E1B55K/E4orf6介导RNA结合蛋白的非降解性泛素化，增强病毒RNA剪接和蛋白合成。类泛素修饰如SUMO化和ISG15化也显著影响病毒蛋白功能，ISG15作为IFN诱导的抗病毒修饰剂，通过直接结合病毒蛋白或破坏泛素依赖过程抑制病毒释放和复制。

UPS对PRR信号通路的调控

UPS通过精细调控PRR信号通路关键元件在心肌炎中发挥双重作用。TRIM21通过催化MAVS的K27连接多聚泛素化增强I型IFN产生，抑制病毒复制并减轻心脏损伤。LMP7通过正调控pentraxin 3（PTX3）表达抑制ERK1/2和p38 MAPK信号通路，减轻CVB3诱导的心脏炎症损伤。Riplet缺失导致RIG-I的Lys63连接多聚泛素化严重受损，削弱抗病毒应答。

相反，TRIM18通过招募PPM1A去磷酸化并灭活TBK1，抑制MAVS和STING依赖的抗病毒信号通路，其缺失可保护小鼠免受病毒性心肌炎。NF-κB信号也受到UPS严密调控，MG53通过抑制NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡保护心脏，parkin缺失导致NF-κB信号失调和抗病毒细胞因子产生减少。蛋白酶体抑制剂MG-132通过降低TNF-α和IL-6表达改善CVB3心肌炎。

病毒也进化出操纵UPS的策略，EBV编码的BPLF1 DUB通过去泛素化TRAF6减弱TLR介导的NF-κB激活，HSV-1的ICP0模拟E3连接酶降解p50，UL36则通过去泛素化TRAF3阻断TBK1招募和IFN-β产生。

先天免疫与UPS的相互作用

巨噬细胞

巨噬细胞在心肌炎和炎症性DCM的免疫应答中起核心作用。SAG通过泛素化Bax和SARM增强巨噬细胞存活，其过表达促进促炎细胞因子表达。praja2介导MFHAS1泛素化通过激活JNK和p38信号通路促进M1极化。IP抑制剂ONX 0914在A/J小鼠中减轻CVB3心肌炎，调节单核细胞动态并增强巨噬细胞吞噬能力。在实验性自身免疫性心肌炎（EAM）模型中，UPS介导的SRSF1降解导致NF-κB激活和M1极化，加剧心脏炎症。

相反，在免疫检查点抑制剂（ICI）相关心肌损伤中，泛素-自噬途径降解NLRP3炎症小体，促进M1向M2表型转换。HectD3减轻心肌细胞炎症反应并减少巨噬细胞迁移，COP1和OTUD1在脓毒症和异丙肾上腺素模型中抑制巨噬细胞炎症反应和心脏重构。DCM患者单细胞数据显示巨噬细胞中与内质网相关mRNA/rRNA代谢和泛素化高度表达的枢纽基因与肌成纤维细胞和M1标志物上调相关。

单核细胞

在肌钙蛋白I诱导的自身免疫性心肌炎（TnI-AM）中，CD11b⁺单核细胞是主要浸润免疫细胞，通过分泌IL-6促进自身反应性CD4⁺ T细胞扩增和Th17极化。IP增强TLR介导的炎症反应，偏向Th17和Th1分化而抑制Treg细胞。ONX 0914处理减轻TnI-AM心脏炎症，但在不同小鼠品系的CVB3心肌炎中效果各异。WWP2通过调节IRF7介导的CCL5表达促进单核细胞浸润和肌成纤维细胞分化，驱动非缺血性心肌病中的心脏纤维化。

单核髓系来源抑制细胞

mMDSCs通过抑制抗病毒免疫功能加剧病毒性心肌炎。TRIM29通过SUMO化稳定PERK，诱导内质网应激和免疫抑制性mMDSCs，抑制抗病毒CD8⁺ T细胞功能。

树突状细胞

树突状细胞（DCs）在心肌炎中协调免疫应答。UPS调控DC的MHC II类表达、共刺激分子呈递、抗原加工、NF-κB激活和迁移等功能。CVB3感染中UPS破坏导致DC aggresome样诱导结构（DALISs）积累，损害MHC I类抗原加工和交叉呈递。OTUB1通过K48连接去泛素化稳定UBC13增强DC中NF-κB依赖的炎症反应。TRIM8以E3连接酶非依赖方式稳定pIRF7，促进病毒诱导的IFN应答。

NK细胞

UPS通过调节受体运输和细胞内信号精细调控NK细胞活性。配体诱导的NKG2D-DAP10泛素化触发内吞和溶酶体降解，控制表面受体丰度和下游信号。UPS也靶向Syk和ZAP-70进行蛋白酶体降解，作为免疫受体激活后的负反馈机制。

适应性免疫与UPS的相互作用

适应性免疫在心肌炎和DCM生理过程和发病机制中起关键作用。SCID小鼠研究证实T、B细胞调节的稳态对抑制病毒诱导炎症的重要性。DCM患者外周血淋巴细胞过继转移可诱导SCID小鼠早期心脏扩张，支持自身免疫机制。不同CD4⁺ T细胞亚群作用各异：Th1和Th17加剧急性心肌炎和DCM，而Treg减轻心脏炎症并抑制向DCM转变。B细胞促进早期CVB3传播，但对其清除必不可少。

CD8⁺ T细胞

MHC I类呈递肽段主要由IP系统产生。IFN-γ通过诱导IP形成和PA28合成增强此过程。IP促进疏水性或碱性C末端氨基酸肽段释放，这些通常为MHC I类表位。虽然IP增强CVB3表位生成，但CVB3感染中CD8⁺ T细胞应答通常不强。ONX 0914处理与颗粒酶A和穿孔素1表达降低相关，表明活性CD8⁺ T细胞减少。

CD4⁺ T细胞

CVB3感染后MHC II类表位有效呈递，促进CD4⁺ T细胞快速成熟为效应和记忆T细胞。与流感病毒和痘病毒不同，CVB3通常不观察涉及IP依赖肽段加工的非经典胞质MHC II类限制抗原加工途径。在CVB3心肌炎和TnI-AM中，IP刺激趋化和促炎细胞因子产生，调控CD4⁺ T细胞向Th17和Th1分化，减少Treg细胞。ONX 0914处理或LMP7^?/?小鼠减轻心脏炎症，促进CD4⁺ T细胞向抑制表型分化，但需在细胞因子触发的全局炎症反应加剧心脏炎症损伤前进行IP阻断。

B细胞

UPS调控B细胞受体（BCR）介导的抗原加工和呈递、B细胞发育、激活、耐受和分化等功能。CVB3心肌炎中LMP7^+/+和LMP7^?/?小鼠脾B细胞数量相当。ONX 0914处理增加CVB3中和抗体滴度，伴随脾T淋巴细胞升高，表明蛋白酶体抑制可能主要通过促进B细胞分化为中和抗体分泌浆细胞而非增殖增强体液免疫。DCM患者心脏蛋白酶体（特别是20S α亚基）成为体液免疫靶点，抗蛋白酶体抗体水平升高与疾病严重程度和心脏病毒持续感染显著相关。

UPS在人类DCM中的作用及治疗策略

终末期DCM患者心肌组织显示多聚泛素化蛋白积累增加，表明UPS功能障碍。E1、E2酶和泛素表达通常上调，而E3连接酶和DUBs表达更具语境依赖性。MAFbx和MuRF1表达因疾病病因和临床特征而异，UCH和HAUSP可能增加，而异肽酶T和USP5水平降低。

遗传性DCM中，持续降解突变蛋白的负担可能使UPS超负荷饱和。19S与20S核心颗粒对接受损、活性氧（ROS）积累、自噬和线粒体自噬缺陷以及翻译后修饰都导致UPS功能障碍。抗蛋白酶体抗体（ProtAb）可能直接免疫攻击蛋白酶体。

蛋白酶体抑制剂carfilzomib和bortezomib虽用于多发性骨髓瘤但具有心血管毒性。目前尚无UPS抑制剂处于心肌炎或DCM治疗的临床试验阶段。针对DCM异质性，未来研究需聚焦明确亚型而非广泛未分化队列。

结论与展望

UPS通过调控病毒-宿主相互作用、PRR信号、先天和适应性免疫在心肌炎向DCM进展中发挥核心作用。USP功能虽已显著表征，但其语境依赖性调控双重性的原因仍需完全阐明。UPS在心肌炎和保护或加重作用呈语境依赖，随小鼠品系、疾病阶段和心肌炎模型而异。

慢性炎症导致心脏纤维化和重构是继发性DCM和心力衰竭的晚期阶段。UPS通过调节TGF-β、p53、AKT1-p38和JNK1/2信号通路及相关促纤维化通路在心脏纤维化发展中起重要作用。

大多数研究涉及病毒诱导心肌炎，对自身免疫心肌炎和ICI相关心肌炎研究较少。炎症性DCM是多方面疾病，具有超越病毒或免疫介导炎症的多样化潜在病理生理机制。未来研究应阐明UPS在更广泛心肌炎模型及其诱导DCM中的调控作用。靶向UPS改善炎症作为心肌炎和继发性DCM治疗策略具有未来潜力。