神经降压素受体2（Neurotensin Receptor 2, NTSR2）激动作用减轻临床前模型中的不良心脏重塑

《Science Translational Medicine》：Neurotensin receptor 2 agonism attenuates adverse cardiac remodeling in preclinical models

　　

神经降压素（Neurotensin, NTS）在缺血性或机械性损伤后，心肌淋巴管内皮细胞（Lymphatic Endothelial Cells, LECs）中表达上调，但其在心脏重塑中的作用尚不清楚。本研究旨在明确LEC来源的NTS在心脏损伤反应中的作用，并评估靶向心脏NTS信号通路的治疗潜力。在培养的小鼠和人类细胞中，NTS可减轻心肌细胞肥大和成纤维细胞活化，这些效应由NTSR2依赖的环磷酸鸟苷（cyclic Guanosine 3′,5′-Monophosphate, cGMP）产生所介导。与NTS的抗肥大和抗纤维化作用一致，LEC特异性Nts缺失的小鼠在经主动脉缩窄术（Transverse Aortic Constriction, TAC）和心肌梗死（Myocardial Infarction, MI）后表现出加重的心肌肥厚和纤维化。同样，心肌细胞特异性或活化成纤维细胞特异性的Ntsr2失活导致TAC后心脏重塑增强。NTSR2激动剂NT150在培养的人和小鼠细胞中重现了NTS的有益效应，并在TAC和MI模型中改善了心脏重塑和功能障碍。此外，在来自心力衰竭患者的新鲜分离心脏组织中，NT150诱导了cGMP产生并抑制了促肥大信号通路。这些发现确定NTS是内源性的不良心脏重塑抑制因子，并提示NTSR2激动作用可作为心力衰竭的一种治疗策略。

神经降压素受体2激动作用减轻临床前模型中的不良心脏重塑——研究解读

研究背景与问题

心脏重塑是指心脏在分子、细胞和间质水平发生的一系列改变，临床上表现为心脏大小、形状和功能的变化。病理性心脏重塑可见于炎症、缺血或压力及容量超负荷等病理状态，其核心特征包括成纤维细胞活化、心肌细胞肥大、局部免疫细胞浸润以及神经激素系统激活。这些过程相互关联，持续激活可导致心肌僵硬度增加和功能下降。尽管现有治疗手段如利尿剂或β-肾上腺素能受体拮抗剂可在一定程度上缓解心力衰竭症状，但这些药物对心肌肥厚和纤维化的直接干预作用有限，因此寻找能够特异性抑制不良重塑的靶点成为该领域的重要研究方向。

血管系统通过分泌血管内分泌因子参与组织发育、再生和功能维持。除血管内皮细胞（Vascular Endothelial Cells, VECs）外，淋巴管内皮细胞（LECs）也可释放淋巴管内分泌因子调节心脏功能。既往研究已发现多种LEC来源的因子如apelin、adrenomedullin和reelin等参与心肌细胞功能调控、血管新生和淋巴管新生。神经降压素（NTS）是近年报道的一种由脂肪组织LEC产生的13氨基酸肽类神经递质，此前主要被认为在中枢神经系统中调节摄食、体温、痛觉和运动功能。然而，NTS在心脏重塑中的作用尚未被阐明。

研究人员开展的研究及主要结论

研究人员系统探究了LEC来源的NTS在心脏损伤反应中的作用机制，并评估了靶向NTS信号通路的治疗潜力。研究发现，缺血性或机械性损伤后，心脏LEC中NTS表达显著上调；NTS通过与其受体NTSR2结合，激活一氧化氮合酶（Nitric Oxide Synthase, NOS）/可溶性鸟苷酸环化酶（soluble Guanylate Cyclase, sGC）/cGMP信号通路，从而抑制心肌细胞肥大和成纤维细胞活化。在体实验证实，LEC特异性Nts缺失或心肌细胞/活化成纤维细胞特异性Ntsr2缺失均加重心脏重塑，而NTSR2选择性激动剂NT150可有效改善多种心脏损伤模型的心脏功能。该论文发表在《Science Translational Medicine》。

关键技术方法

研究人员采用的主要技术方法包括：利用单细胞RNA测序和免疫印迹分析检测NTS在心脏LEC中的表达模式；通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建Nts-flox和Ntsr2-flox小鼠，并与Prox1-CreERT^T2、Myh6-CreERT^T2或Postn-CreERT^T2小鼠杂交，实现LEC、心肌细胞或活化成纤维细胞特异性基因敲除；建立经主动脉缩窄术（TAC）和左前降支动脉结扎术（MI）两种心脏损伤模型；使用超声心动图和心脏磁共振成像评估心脏功能；采用小麦胚芽凝集素（Wheat Germ Agglutinin, WGA）染色和天狼星红染色进行组织学分析心肌细胞横截面积和纤维化面积；通过实时定量PCR检测基因表达；利用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测IP1和cGMP水平；使用人胚胎干细胞来源的心肌细胞（hESC-CMs）、成年人心肌细胞及心脏组织验证NTS/NT150的作用。人类心脏样本来源于三类供体：循环死亡（Circulatory Death, CD）与脑死亡（Brain Death, BD）供体的心肌组织、因终末期心力衰竭接受左心室辅助装置（LVAD）植入患者的左心室组织、以及因主动脉瓣狭窄接受主动脉瓣置换患者的室间隔组织。

研究结果

NTS在心脏LEC中表达上调并调节心脏细胞功能

研究人员通过单细胞表达分析发现，TAC模型中共有13种编码分泌蛋白的mRNA在LEC中显著上调，其中Nts呈现LEC选择性上调。MI模型单细胞数据再分析也证实LEC中Nts表达增加。蛋白水平上，TAC后7天心脏裂解液和血清中NTS蛋白水平升高。在人类心脏中，NTS优先表达于LEC，且在CD供体中的表达高于BD供者，伴随ANP和TNNI3等心脏应激标志物升高。体外实验显示，NTS可抑制苯肾上腺素（Phenylephrine, PE）或异丙肾上腺素（Isoprenaline, ISO）诱导的新生大鼠心室心肌细胞（NRVMs）中Nppa、Nppb和Acta1等肥大标志物基因表达，并减小细胞横截面积增加；同时NTS可减弱转化生长因子-β（TGFβ）诱导的新生大鼠心脏成纤维细胞（NRCFs）中Postn、Col1a1、Ccn2等纤维化标志物基因表达，降低胶原蛋白1A2蛋白水平和可溶性胶原释放。

LEC特异性Nts缺失加重不良心脏重塑

为在体研究LEC来源NTS的作用，研究人员将Nts-flox小鼠与Prox1-CreERT^T2小鼠杂交获得LEC特异性Nts可诱导敲除（iLEC-Nts-KO）小鼠。TAC模型中，iLEC-Nts-KO小鼠心脏功能恶化更显著，MRI显示射血分数降低，纤维化面积和纤维化标志物表达增加，肥大标志物表达升高，心肌细胞横截面积增大。MI模型中，iLEC-Nts-KO小鼠在左前降支动脉结扎后心脏功能下降更明显，心脏重量/体重比增加，缺血区和边缘区纤维化加重，边缘区和远隔区心肌细胞横截面积增加。单细胞测序分析显示，TAC后第7天iLEC-Nts-KO小鼠心脏成纤维细胞比例增加且纤维化标志物表达升高，髓系细胞中M2标志物减少而MHC II类抗原增加，提示M1样极化。

NTSR2介导NTS的抗肥大和抗纤维化效应

受体表达分析显示，心室心肌细胞和成纤维细胞中主要表达Sort1和Ntsr2，Ntsr1表达较弱。功能验证表明，NTSR1拮抗剂meclinertant不能阻断NTS效应；Sort1条件敲除亦不影响NTS的作用。而全局Ntsr2敲除后，NTS对PE诱导的心肌细胞肥大基因表达和TGFβ诱导的成纤维细胞活化基因表达的抑制作用显著减弱。NTSR2选择性激动剂NT150（Ki=2.8 nM，对NTSR1选择性达22,000倍）可模拟NTS的抑制效应，在NRVMs、NRCFs、NMCFs、hESC-CMs及成年人心脏成纤维细胞中均证实NT150通过NTSR2发挥抗肥大和抗纤维化作用。

NTSR2在体介导NTS的有益效应

研究人员构建Ntsr2-flox小鼠并与Myh6-CreERT^T2或Postn-CreERT^T2小鼠杂交，分别获得心肌细胞特异性（iCM-Ntsr2-KO）和活化成纤维细胞特异性（iCF-Ntsr2-KO）Ntsr2可诱导敲除小鼠。TAC后，iCF-Ntsr2-KO小鼠心脏功能恶化、纤维化加重、肥大标志物表达升高，表型与iLEC-Nts-KO相似；iCM-Ntsr2-KO小鼠同样表现出射血分数降低、左心室质量增加、心脏重量比值升高、心肌细胞肥大及继发纤维化加重。这些结果表明NTS的有益效应通过心肌细胞和活化成纤维细胞上的NTSR2共同介导。

NTSR2激动通过NOS/sGC/cGMP通路抑制心肌细胞肥大和成纤维细胞活化

机制研究方面，NTS/NT150可抑制TGFβ诱导的SMAD2磷酸化和PE诱导的ERK1/2磷酸化，减少PE或内皮素-1（ET1）诱导的IP1产生。值得关注的是，单独应用NTS/NT150可增加IP1产生，提示NTSR2存在Gq偶联；但NTS/NT150同时诱导cGMP产生，而PE、ET1或ISO等其他Gq偶联受体激动剂无此效应。进一步实验证实，NTS/NT150的cGMP诱导作用依赖于NOS（可被L-NAME抑制）和sGC（可被ODQ抑制），且其抗肥大和抗纤维化基因表达效应被L-NAME完全阻断、被ODQ部分阻断。Gq抑制剂YM-254890可同时阻断NT150诱导的IP1和cGMP产生。在成年小鼠心肌细胞和左心室组织中，NT150诱导的cGMP产生在Ntsr2敲除后被消除。尤为重要的是，来自三名终末期心力衰竭患者（LVAD供体）的左心室组织和一名主动脉瓣狭窄患者（供体4）的室间隔组织中，NT150可剂量依赖性地诱导cGMP产生，并抑制PE诱导的IP1产生。

NTSR2激动在TAC和MI模型中减轻心脏损伤反应

NT150静脉注射可在野生型小鼠心脏中诱导cGMP水平持续升高（峰值3小时），但不影响血压或心率。TAC模型中，术后第2至6天给予NT150治疗的小鼠在4周时心脏功能改善、左心室质量降低、纤维化减少、心肌细胞横截面积减小、肥大和纤维化标志物表达下降。超声心动图显示NT150降低E/E′比值，提示舒张功能改善；有创血流动力学检测 Dean显示被动僵硬度常数β和松弛时间常数τ降低，表明心室顺应性增强和主动松弛加快。MI模型中，NT150治疗同样改善射血分数、降低心脏重量比值、减少纤维化面积。

讨论与结论

该研究确立了NTS作为内源性不良心脏重塑抑制因子的地位，揭示了LEC来源的NTS通过NTSR2/Gq/NOS/sGC/cGMP信号通路抑制心肌细胞肥大和成纤维细胞活化的分子机制。研究指出，心脏淋巴管系统不仅维持液体平衡和免疫监视，还通过分泌淋巴管内分泌因子直接调控心肌细胞和成纤维细胞功能。NTSR2激动剂NT150作为肽-拟肽杂化物，具有优异的NTSR2结合亲和力和代谢稳定性，且因其分子特性不易透过血脑屏障，可避免中枢神经系统的潜在副作用，同时不影响血压和心率，展现出良好的转化应用前景。

研究也存在一定局限性：NT150的药代动力学特征罗杰需要更全面的表征；人类心脏样本的验证研究仍需扩大样本量；NTS对其他器官系统的影响有待明确；NTSR2激活产生cGMP而其他Gq偶联受体不能的深层机制尚需进一步探究。

研究结论指出，LEC来源的NTS是通过NTSR2依赖的cGMP升高抑制心肌细胞和成纤维细胞中不良重塑的内源性因子。NTSR2激动剂如NT150可增强内源性NTS的有益效应，可能成为预防和治疗人类心脏不良重塑的一种此前未被认识的新策略。