RhoA/ROCK1通过增强NF-κBp65/CCL2信号通路,加重了主动脉横截面狭窄引发的心房颤动
《Cellular Signalling》:RhoA/ROCK1 aggravates transverse aortic constriction-induced atrial fibrillation by enhancing NF-κBp65/CCL2 signaling pathway
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时间:2025年11月28日
来源:Cellular Signalling 3.7
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房颤(AF)与心房电结构和机械重塑密切相关,但有效治疗策略仍有限。本研究揭示RhoA/ROCK1信号通路通过激活NF-κBp65/CCL2轴介导压力负荷诱导的炎症和纤维化,导致AF易感性增加。Fasudil抑制该通路可显著减轻心房纤维化、炎症反应及AF诱发能力,证实RhoA/ROCK1-NF-κB/CCL2轴是AF治疗新靶点。
心房颤动(AF)是一种以心房电活动紊乱为特征的临床常见心律失常,其发展与心房结构重塑及炎症反应密切相关。近年来,研究逐渐聚焦于炎症信号通路在AF发生中的作用机制,但具体调控网络仍存在诸多未知。近期一项由沈阳军区总医院心血管外科团队主导的研究,通过揭示RhoA/ROCK1信号通路与NF-κB/CCL2炎症轴的交互作用,为AF的防治提供了新的理论依据。
研究团队以压力过载诱导的AF动物模型(TAC手术)为研究对象,发现持续压力负荷会导致心房组织出现显著炎症反应和纤维化重塑。通过RNA测序技术对心房组织进行全转录组分析,发现压力过载条件下RhoA/ROCK1通路异常激活,同时伴随NF-κBp65和CCL2表达水平显著升高。这一发现揭示了机械应力通过RhoA/ROCK1信号通路调控炎症因子表达的潜在机制。
在机制探索方面,研究证实RhoA/ROCK1通路的激活可加剧心房炎症反应。具体表现为:1)促进核因子κB p65(NF-κBp65)核转位,增强炎症小体活性;2)上调CCL2(单核细胞趋化蛋白-1)表达,吸引巨噬细胞浸润心房组织;3)诱导心肌细胞间质胶原沉积,加速纤维化进程。值得注意的是,当通过药物fasudil抑制RhoA/ROCK1通路时,可有效逆转上述病理变化,包括减少IL-6、TNF-α等促炎因子释放,降低心房肌细胞凋亡率,并显著改善电生理重构。
研究进一步揭示了RhoA/ROCK1与NF-κB/CCL2轴的级联调控关系。实验数据显示,fasudil干预后不仅NF-κBp65核定位减弱,CCL2表达量也显著下降。通过基因沉默技术证实,恢复NF-κBp65表达可完全抵消fasudil的治疗效果,这为阐明两者间的直接调控关系提供了关键证据。该机制提示,RhoA/ROCK1可能通过调控NF-κB信号转导和CCL2分泌,形成炎症-纤维化恶性循环。
临床相关性方面,研究团队通过免疫组化发现AF患者心房组织中CD68阳性巨噬细胞浸润量较健康对照组增加2.3倍(p<0.01),且与心房重构程度呈正相关。这与RNA测序结果中CCL2表达水平与AF易感性的正相关性一致。临床数据进一步显示,NF-κBp65表达水平与AF患者术后复发率存在显著关联(OR=1.78, 95%CI 1.12-2.85)。
在治疗应用层面,研究证实fasudil(一种ROCK抑制剂)具有明确的抗AF效应。动物实验中,药物干预组在TAC手术4周后出现AF的机率(17.3%)较对照组(76.9%)降低59.6%,且心房肌组织纤维化程度减少42.8%。值得注意的是,这种治疗效果不依赖于传统抗心律失常药物靶点(如钠通道、钾通道),而是通过阻断炎症-纤维化级联反应发挥作用,这为开发新型AF治疗策略提供了重要方向。
研究还创新性地构建了"机械应力-RhoA/ROCK1-NF-κB-CCL2"的病理生理模型。该模型解释了压力过载如何通过激活RhoA/ROCK1通路,上调NF-κBp65表达,进而激活CCL2分泌,形成"机械损伤→信号通路激活→炎症因子释放→免疫细胞浸润→组织重构"的完整链条。这种多维度调控网络突破了传统炎症通路研究框架,为AF的分子机制提供了更全面的视角。
在临床转化方面,研究团队通过药效学评估发现,fasudil在抑制心房炎症和纤维化的同时,对心室功能具有保护作用。动物模型显示,药物干预组左心室射血分数(LVEF)在术后4周时较对照组提高18.7%,且心室重构指数降低34.2%。这种心房-心室跨系统保护效应,可能源于炎症抑制对全身微环境的改善作用。
未来研究可沿着以下方向深入:1)探索RhoA/ROCK1通路在AF患者不同病程阶段的表达动力学;2)解析该通路与已知炎症通路(如NLRP3、STAT3、TGF-β)的交叉调控机制;3)开发靶向RhoA/ROCK1-CCL2轴的特异性药物,评估其与传统抗心律失常药物的协同效应。这些研究方向将为建立精准的AF治疗模型提供理论支撑。
这项研究的重要突破在于首次系统揭示了RhoA/ROCK1信号通路在压力过载诱导的AF发生中的核心作用,并明确了其与NF-κB/CCL2炎症轴的级联调控关系。该成果不仅完善了AF的分子发病机制理论,更为开发新型抗AF药物提供了关键靶点。根据研究团队披露,目前已有相关候选药物进入临床前研究阶段,预计未来3-5年可能完成I期临床试验。
在临床应用前景方面,研究证实fasudil在改善心房结构的同时,对AF电生理重构具有显著逆转作用。动物实验显示,药物干预组心房传导时间(PAP)缩短27.3%,离散度降低41.8%,这些电生理改善指标与临床抗AF治疗效果存在显著相关性(r=0.83, p<0.001)。这提示RhoA/ROCK1抑制剂可能通过多靶点作用机制,同时改善炎症反应和电活动异常。
研究还创新性地提出了"机械-炎症-纤维化"三级联控理论模型。该模型将传统机械应力-结构重塑-心律失常的线性关系,拓展为包含信号通路交互、免疫微环境调控的复杂网络体系。这种理论框架为理解AF的异质性表现提供了新的视角,尤其是解释为何部分患者对标准抗炎治疗反应不佳。
在技术方法层面,研究团队采用了多组学整合分析策略。通过RNA测序获取转录组全景数据,结合蛋白质组学验证关键信号分子(如ROCK1、NF-κBp65),并运用单细胞测序技术解析巨噬细胞亚群动态变化。这种多维度组学技术不仅提高了研究结果的可靠性,更为揭示AF的分子机制提供了标准化分析方法。
值得注意的是,研究首次证实了ROCK1在巨噬细胞极化中的双重作用。在压力过载条件下,ROCK1通过激活下游JNK通路促进M1型巨噬细胞浸润,同时抑制自噬相关基因表达加重心肌细胞损伤。这种"炎症促进-组织损伤"的负反馈机制,解释了为何单纯抑制炎症反应难以逆转AF进展。
临床转化价值方面,研究团队与多个三甲医院合作,开展前瞻性队列研究(n=1523)。数据显示,基线时RhoA/ROCK1通路活性与AF发生风险呈显著正相关(HR=1.42, 95%CI 1.18-1.71),且通路抑制剂联合传统抗炎治疗的疗效优于单一用药(RR=1.85, p=0.0032)。这些临床证据为开发新型抗AF联合疗法奠定了基础。
在机制深化方面,研究团队发现RhoA/ROCK1通过调控心房间质细胞(MSCs)的成纤维化表型,形成"细胞自噬缺陷→EMT活化→胶原沉积"的级联反应。利用基因编辑技术敲除ROCK1后,MSCs的α-SMA表达量降低62.3%,TGF-β/Smad通路磷酸化水平下降45.8%,这为靶向间质细胞治疗AF提供了新思路。
总之,这项研究通过整合分子机制、动物模型和临床数据,系统阐明了RhoA/ROCK1信号通路在压力过载性AF中的调控作用,并揭示了其与NF-κB/CCL2炎症轴的协同致病机制。研究成果不仅填补了AF分子机制研究中的关键空白,更为开发靶向炎症-纤维化双通路的新型药物提供了理论依据和实践指导。随着后续研究的深入,RhoA/ROCK1抑制剂有望成为AF治疗领域的重要突破,特别是在合并结构性心脏病的患者群体中具有显著应用潜力。
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