肾去神经术通过抑制ATP-P2X7-NLRP3炎症小体轴改善HFpEF心脏功能

本研究针对射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）缺乏有效疗法的难题，通过建立三因素（高龄+高脂饮食+L-NAME）小鼠模型，揭示了交感神经激活通过ATP-P2X7-NLRP3炎症轴驱动心肌炎症和纤维化的新机制。研究发现肾去神经术（RDN）和特异性抑制剂（A438079、MCC950）均能显著改善舒张功能、减轻心室重构，为HFpEF提供了新的神经免疫治疗靶点。

　　

射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）已成为全球最常见的心衰类型，占所有心衰住院患者的50%以上。与射血分数降低的心衰（HFrEF）不同，HFpEF缺乏有效的药物治疗方案，这主要源于其复杂的多因素发病机制。HFpEF通常由高龄、高血压、代谢综合征等多种合并症共同触发，表现为全身性炎症反应、代谢紊乱和血管重构的复杂交互网络。由于临床异质性显著，开发能够真实模拟人类HFpEF病理特征的动物模型成为该领域研究的重大挑战。

为攻克这一难题，研究人员创新性地建立了三因素HFpEF小鼠模型，将高龄（18月龄）、高脂饮食诱导的代谢紊乱和NG-硝基-L-精氨酸甲酯（L-NAME）引起的高血压三种关键风险因素有机结合。这种多因素模型成功再现了人类HFpEF的核心特征：保留的射血分数伴随舒张功能障碍、心肌细胞肥大、间质纤维化、运动能力下降以及炎症细胞因子水平升高。与传统的二因素模型相比，三因素模型还表现出更严重的氧化应激、DNA损伤和细胞衰老标志物表达，以及更明显的右心室游离壁增厚，为研究HFpEF提供了更理想的实验平台。

研究人员将关注点投向交感神经系统（SNS）过度激活在HFpEF中的作用。大量证据表明，交感神经过度兴奋与心力衰竭进展密切相关，主要通过其直接和间接的促炎效应发挥作用。在心脏中，过度的交感神经信号传导能够增强心脏交感神经末梢的ATP释放，从而激活P2X7受体和NLRP3炎症小体，放大炎症损伤，尤其在压力超负荷诱导的心肌肥厚过程中更为明显。

肾去神经术（RDN）作为一种通过中断肾脏交感传出和传入信号来降低交感神经过度兴奋的策略，已在顽固性高血压和代谢综合征等疾病中显示出应用前景。然而，RDN如何减轻炎症小体激活并影响HFpEF条件下的心脏重构，其具体机制尚不明确。

研究团队通过综合运用转录组学、蛋白质组学、分子生物学和功能评估等多种技术手段，深入探究了RDN对HFpEF的治疗潜力及其作用机制。关键技术方法包括：建立三因素HFpEF小鼠模型（18月龄C57BL/6J雄性小鼠给予高脂饮食和L-NAME处理5周）；实施双侧肾去神经手术并通过酪氨酸羟化酶（TH）染色验证去神经效果；使用小动物超声成像系统（Vevo 2100）进行心功能评估；通过RNA测序和DIA质谱技术进行转录组和蛋白质组分析；应用选择性P2X7拮抗剂A438079和NLRP3抑制剂MCC950进行药理学干预；采用免疫组化、免疫荧光和Western blot分析关键蛋白表达。

多因素风险因素诱导小鼠HFpEF表型

三因素模型成功模拟了HFpEF的核心临床特征。与对照组相比，3-hit组和2-hit组小鼠体重、空腹血糖和血压均显著升高。超声心动图显示所有组别收缩功能保留，左心室射血分数（LVEF）和缩短分数（FS）无变化，但3-hit和2-hit组出现明显舒张功能障碍，表现为E/e'比值显著增加。两组还表现出左心室后壁厚度增加、左心室质量增加、等容舒张时间（IVRT）和Tei指数升高。循环NT-proBNP水平、心重/胫骨长度（HW/TL）和肺重/胫骨长度（LW/TL）显著升高，表明心脏重构和肺充血。跑步机运动能力下降进一步证实心血管功能受损。组织学分析显示3-hit组心肌细胞肥大和纤维化更明显，透射电镜显示线粒体肿胀和嵴断裂。

整合转录组和蛋白质组分析揭示HFpEF心脏中的免疫和代谢失调

多组学分析显示HFpEF心脏中存在广泛的分子改变。炎症转录本如Nlrp3、Adra1e和Il1b增加，而氧化还原和代谢调节因子如Gpx3和Nr4a1减少。基因集富集分析（GSEA）显示TGF-β信号通路和细胞粘附分子富集，与纤维化和炎症激活一致。蛋白质组学显示胶原亚基Col6a1和Col6a2、炎症相关蛋白Galectin-3和Pycard以及细胞骨架蛋白Acta1和Capg表达改变。GO分析强调免疫激活，包括体液免疫反应、补体激活和B细胞介导的免疫。

肾去神经术减轻交感神经激活并改善小鼠HFpEF表型

RDN有效降低了系统性及心肌去甲肾上腺素、肾上腺素和神经肽Y水平。RDN显著降低了血清NT-proBNP水平，减轻了心脏应激。心重/胫骨长度和肺重/胫骨长度比值下降，跑步机耐力改善。虽然收缩功能在所有组别中均保留，但RDN显著改善了舒张功能，表现为E/e'比值降低。RDN减少了收缩期后壁厚度，降低了左心室质量。组织学检查显示RDN后心肌细胞横截面积减小，心肌纤维化显著减少，纤维化相关基因表达降低，心脏微血管完整性改善。

肾去神经术降低HFpEF小鼠的氧化应激、炎症和心肌细胞损伤

RDN减轻了线粒体超微结构损伤，恢复了心肌组织中SOD、GSH和T-AOC水平，降低了4-HNE染色强度。促炎细胞因子（TNF-α、IL-6、IL-18和IL-1β）水平降低，抗炎细胞因子IL-10水平升高。心肌损伤评估显示caspase-1活性和LDH释放减少，TUNEL染色显示心肌细胞凋亡减少。

肾去神经术减弱HFpEF小鼠中ATP-P2X7轴介导的NLRP3炎症小体激活

HFpEF小鼠心肌组织和血清中ATP水平显著升高，RDN有效降低了心肌组织ATP水平。心脏P2X7受体mRNA表达显著增加，RDN后显著抑制。心肌中P2X7、NLRP3、ASC和cleaved-caspase-1蛋白水平在HFpEF中升高，RDN后降低。NLRP3免疫组化显示HFpEF中染色更强，RDN后降低。

药理学和遗传学抑制P2X7减轻ATP诱发的线粒体ROS、氧化应激和细胞焦亡

在新生大鼠心室肌细胞（NRCMs）中，ATP破坏了线粒体网络，减少了足迹并增加了碎片化，P2X7拮抗剂A438079改善了这两个指标。MitoSOX染色显示ATP后线粒体超氧化物升高，A438079后降低。在H9c2细胞中，P2X7 knockdown同样保留了线粒体网络。ATP显著升高细胞内活性氧，P2X7 knockdown显著降低了ATP诱导的活性氧生成。A438079减少了ATP诱导的4-HNE和8-OHdG增加，提高了CAT水平。Western blot分析显示ATP刺激后关键抗氧化酶（CAT、GPX4、SOD2）表达降低，si-P2X7处理后部分恢复。

药理学抑制P2X7 with A438079改善小鼠HFpEF表型

A438079治疗显著减轻了心脏重构，包括心肌细胞肥大和纤维化。WGA染色显示HFpEF小鼠心肌细胞横截面积显著增大，A438079后减小。Masson三色染色显示HFpEF心脏明显心肌纤维化，A438079后减轻。纤维化标志物基因表达显著升高，A438079后显著降低。H&E染色证实P2X7抑制后心脏组织形态改善。CD31免疫染色显示A438079后毛细血管密度增加，心肌血管完整性改善。

MCC950抑制NLRP3炎症小体改善HFpEF相关心脏功能障碍

MCC950治疗显著降低了血清NT-proBNP水平，改善了运动性能。超声评估显示所有组别LVEF保留，但HFpEF小鼠表现出明显的舒张功能障碍，E/e'比值升高，左心室舒张期后壁厚度增加，MCC950后这两个参数均显著改善。qPCR分析显示HFpEF小鼠促纤维化基因表达升高，MCC950处理后Timp1、Fn1和α-SMA水平显著降低。组织学分析进一步证实了MCC950对心肌肥厚和纤维化的改善作用。

本研究系统阐明了交感神经过度激活通过ATP-P2X7-NLRP3炎症轴驱动HFpEF发生发展的新机制，并证实了肾去神经术作为干预策略的有效性。研究建立的三因素HFpEF模型成功整合了临床常见风险因素，为HFpEF研究提供了更可靠的实验平台。研究发现RDN不仅降低了交感神经活性，还通过抑制ATP-P2X7-NLRP3信号通路，减轻了心肌炎症、氧化应激和纤维化，最终改善了心脏舒张功能和运动能力。

这些发现具有重要的临床意义。首先，研究揭示了神经免疫相互作用在HFpEF中的核心地位，为理解疾病机制提供了新视角。其次，研究证实了RDN的治疗潜力，为临床干预提供了新思路。鉴于RDN已在顽固性高血压治疗中显示出安全性和有效性，将其应用于HFpEF治疗具有较好的转化前景。第三，研究明确了ATP-P2X7-NLRP3轴作为治疗靶点的重要性，为开发特异性药物提供了方向。

值得注意的是，研究还发现P2X7拮抗剂A438079和NLRP3抑制剂MCC950均能改善HFpEF表型，这为进一步开发靶向治疗药物提供了实验依据。这些发现特别适用于那些具有明显交感神经过度激活、系统性炎症或代谢紊乱的HFpEF患者亚群，为实现精准治疗奠定了基础。

然而，研究也存在一些局限性，如仅使用雄性小鼠、干预时间相对较短、未直接评估冠状动脉循环等。未来研究需要在这些方面进一步完善，并探索RDN与其他治疗策略的联合应用效果。

总之，这项工作不仅深化了对HFpEF发病机制的理解，而且为开发新的治疗策略提供了重要实验依据，具有重要的科学价值和临床意义。