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心脏纤维化危害大却缺乏有效治疗手段。研究人员开展心脏成纤维细胞（CF）分泌组研究，构建了健康和梗死小鼠心脏 CF 的分泌组图谱，发现众多分泌蛋白，为 CF 激活相关疾病提供新的诊断和治疗方向。
在心脏疾病的研究领域，心脏纤维化是一个棘手的难题。它常见于缺血性心脏病、糖尿病以及衰老等情况，会增加心肌硬度，损害心脏功能，严重时可发展为心力衰竭，且目前尚无有效方法预防过度纤维化。为了深入了解心脏纤维化的机制，寻找潜在的治疗靶点，德国海因里希?海涅大学杜塞尔多夫医学院等机构的研究人员开展了一项关于心脏成纤维细胞（Cardiac fibroblasts，CF）分泌组的研究。该研究成果发表在《Communications Biology》上，为心脏纤维化的诊疗带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本处理上，利用快速细胞分离技术获取 CF；在蛋白质分析方面，结合稳定同位素标记氨基酸（SILAC）和基于点击化学的蛋白质富集技术，在含血清的最佳条件下对 CF 分泌组进行分析；还运用单细胞 RNA 测序（scRNAseq）和单细胞核 RNA 测序（snRNAseq）技术，探究基因表达情况。
研究结果如下：
- cCF 分泌组分析：从 sham 对照心脏分离的 cCF 中，共鉴定出 122 种蛋白质，多数为分泌蛋白，细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）相关蛋白占比约三分之二，其中胶原蛋白链是主要成分 。此外，还发现大量具有旁分泌和 / 或自分泌功能的蛋白质，如纤溶酶原激活物 1（PAI-1）。通过与细胞内蛋白质组和转录组数据对比，发现 PAI-1 等蛋白存在快速细胞内周转和分泌现象。同时，cCF 分泌的旁分泌因子可与多种心脏细胞类型的受体相互作用，且许多分泌蛋白在 CF 中优先表达，在人和小鼠中具有相似的分布模式。
- MI 诱导的 CF 分泌组变化：从梗死小鼠心脏分离的激活成纤维细胞（miCF）中，鉴定出 153 种分泌蛋白，与 cCF 相比，有 28 种蛋白显著上调，包括一些具有促纤维化或抗纤维化功能的 ECM 蛋白，以及具有多种心血管功能的旁分泌 / 自分泌因子。体外实验表明，miCF 条件培养基能有效减轻缺氧应激心肌细胞的凋亡。转录组分析显示，多数上调蛋白在转录水平也增加，且这些蛋白在小鼠和人类的 miCF 中大多选择性表达，在不同心脏疾病中表达存在差异。对 3 天和 5 天的 miCF 分泌组分析发现，CF 激活和蛋白分泌具有时间依赖性。
- TGF-β 和缺氧诱导的 CF 分泌组变化及体内分泌组分析：TGF-β 刺激 CF 可诱导 22 种分泌蛋白发生显著变化，部分与 miCF 分泌组上调蛋白重叠，而缺氧处理未引起明显变化。体内实验通过在 POSTN 启动子控制下表达 ER - TurboID 对 miCF 蛋白进行标记，鉴定出 157 种分泌蛋白，其中部分与体外 miCF 分泌组重叠，进一步验证了体外数据。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次全面概述了梗死心脏与未受应激心脏中 CF 的分泌组，发现了众多具有潜在作用的旁分泌 / 自分泌因子，这些因子可能参与心脏重塑，有望成为治疗靶点和生物标志物 。研究还发现 CF 分泌组的变化受多种因素影响，TGF-β 信号通路在其中起重要作用。然而，CF 与其他细胞间的相互作用以及分泌组在心脏疾病中的具体机制仍有待进一步研究。总之，这项研究为心脏纤维化及相关心脏疾病的诊疗提供了重要的理论基础和潜在的干预靶点，具有重要的科学意义和临床应用价值。
