《Basic Research in Cardiology》：Enhanced myelopoiesis and myeloid TREM1 upregulation link obesity with adverse outcomes after myocardial infarction
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肥胖会诱导先天免疫系统发生系统性低度炎症活化，可能损害心肌梗死（myocardial infarction, MI）后的早期预后。本研究旨在分析饮食诱导的肥胖对实验性小鼠MI模型中髓系生成、心肌炎症、左心室功能及生存率的影响。雄性及雌性C57BL6/J小鼠分别
肥胖会诱导先天免疫系统发生系统性低度炎症活化，可能损害心肌梗死（myocardial infarction, MI）后的早期预后。本研究旨在分析饮食诱导的肥胖对实验性小鼠MI模型中髓系生成、心肌炎症、左心室功能及生存率的影响。雄性及雌性C57BL6/J小鼠分别接受高脂（60 kJ%）或低脂（10 kJ%）饮食喂养。在喂养16周后诱导实验性心肌梗死。通过超声心动图评估左心室功能。采用流式细胞术分析造血祖细胞及外周血白细胞。雄性肥胖小鼠较雌性肥胖小鼠表现出显著更高的体重、脾脏髓系生成明显增强以及外周血白细胞计数升高。肥胖小鼠心肌梗死术后56天生存率较瘦弱小鼠显著降低（58% vs. 87%）。在肥胖小鼠中，研究人员发现心肌梗死诱导的脾脏髓系生成显著增强，心肌内粒细胞、单核细胞及促炎性巨噬细胞数量升高。此外，RNA测序及免疫组织学显示，心肌梗死后第5天，肥胖小鼠的髓系细胞触发受体1（triggering receptor expressed on myeloid cells 1, TREM1）表达较瘦弱小鼠增强。阻断TREM1可显著改善肥胖小鼠的收缩功能保留。心肌梗死后，两种性别的肥胖小鼠均表现出增强的髓系生成及较瘦弱小鼠受损的生存率。TREM1阻断可能成为保留肥胖心肌梗死患者收缩功能的一种有前景的治疗策略。
**论文解读：肥胖通过增强髓系生成及TREM1上调加重心肌梗死后不良预后**
**一、研究背景与科学问题**
肥胖作为代谢综合征的核心组分，其与冠心病病理生理的关联已被广泛认知，但肥胖对急性心肌梗死（acute myocardial infarction, AMI）后临床结局的影响机制尚不明确。临床证据显示，在ST段抬高型心肌梗死（ST-elevation myocardial infarction, STEMI）患者中，左心室功能与体重指数（body mass index, BMI）呈负相关。既往研究利用心脏磁共振断层扫描发现，超重（BMI ≥25至<30 kg/m2）及肥胖（≥30 kg/m2）患者的左心室射血分数显著低于正常体重患者（BMI <25 kg/m2），尽管梗死面积无显著差异。此外，较高BMI与炎症标志物和外周血白细胞计数呈正相关。然而，临床数据无法确证是扩大的心肌功能障碍诱导了更高的系统性炎症标志物，还是高BMI个体表现出过度促炎反应从而损害心肌梗死（myocardial infarction, MI）后的心肌功能。
肥胖个体常伴有代谢紊乱，如高血糖和高脂血症，这些代谢因素可诱导骨髓前体细胞的髓系生成重编程。肥胖的特征还包括外周血白细胞计数升高及促炎性髓系细胞（尤其是单核细胞来源的巨噬细胞）在多组织中的蓄积。这种低度系统性炎症被称为“代谢性炎症”（metaflammation），可促进器官功能障碍。MI后造血系统激活驱动系统性髓系细胞水平急剧升高，与临床终点密切相关。这种“紧急造血”（emergency haematopoiesis）涉及骨髓及髓外髓系生成（尤其是脾脏）。肥胖诱导的造血前体细胞改变可能影响MI诱导的紧急髓系生成，并改变归巢至受损心肌的髓系细胞分化。基于上述背景，本研究旨在探讨饮食诱导肥胖对骨髓和脾脏造血反应及MI小鼠模型髓系细胞浸润的影响。
**二、研究设计与技术方法**
研究人员采用高脂饮食（60 kJ%）诱导的肥胖（diet-induced obesity, DIO）小鼠模型，以低脂饮食（10 kJ%）喂养小鼠作为瘦弱对照。雄性及雌性C57BL6/J小鼠（Charles River; RRID:MGI:8253427）自8周龄起接受相应饮食喂养16周。通过永久结扎左前降支冠状动脉诱导实验性心肌梗死（permanent ligation of the left anterior descending coronary artery）。术后第5天和/或第56天采用超声心动图评估左心室功能。采用流式细胞术（fluorescence-activated cell sorting, FACS）分析骨髓、脾脏及心脏的造血干/祖细胞亚群和髓系细胞。通过5-乙炔基-2'-脱氧尿苷（5-ethynyl-2′-deoxyuridine, EdU）掺入实验评估体内细胞增殖。应用批量RNA测序（bulk RNA-sequencing）分析梗死区心肌转录组。采用免疫组织学染色检测TREM1与CD11b共定位。体外实验采用肥胖或瘦弱小鼠MI或假手术术后第5天血清培养野生型小鼠骨髓细胞，评估TREM1表达变化。TREM1阻断实验使用LR12肽（LQEEDTGEYGCV-NH2），对照使用序列打乱肽LRS（YQVGELCTGEED），均以5 mg/kg腹腔注射，自MI术后第一天起连续给药5天。
**三、研究结果**
**1. 肥胖样代谢状态及脾脏髓系生成增强**
16周高脂饮食后，雄性和雌性C57BL6/J小鼠均表现出显著更高的体重、血清胆固醇、甘油三酯及稳态模型评估胰岛素抵抗指数（Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance, HOMA-IR）。雄性肥胖小鼠外周血白细胞计数显著高于瘦弱对照（8050 ± 570/mm3 vs. 5275 ± 599/mm3）。流式细胞术分析显示，雄性肥胖小鼠骨髓和脾脏中单核细胞绝对数量均增加，且脾脏中早期造血祖细胞（LSK细胞，即Lin? Sca1? cKit?）和髓系祖细胞（粒细胞-巨噬细胞祖细胞granulocyte-macrophage progenitors, GMPs/共同髓系祖细胞common myeloid progenitors, CMPs）显著蓄积并增殖增强，而骨髓中未见此现象。雌性肥胖小鼠仅表现为脾脏单核细胞数量显著升高，祖细胞数量和增殖无显著变化。结果表明，肥胖相关的体重和代谢参数变化与脾脏髓系生成增强相关，且雄性小鼠表现更为显著。
**2. 肥胖小鼠心肌梗死术后生存率降低**
通过永久冠脉结扎诱导实验性MI后，肥胖小鼠在8周随访期间生存率显著低于瘦弱小鼠。死亡率增加源于左心室破裂和非破裂相关事件，主要发生在MI后第一周。肥胖与瘦弱小鼠之间梗死面积无差异，术后第5天超声心动图显示左心室收缩功能和几何构型亦无差异。分别分析雄性和雌性小鼠时，两种性别的肥胖小鼠均表现出生存劣势，但左心室收缩功能、直径或梗死面积无组间差异。
**3. 肥胖小鼠MI后脾脏髓系生成增强**
MI后第5天，肥胖小鼠骨髓和脾脏的髓系生成较肥胖假手术组增强。脾脏中造血干细胞（hematopoietic stem cells, HSCs）、髓系祖细胞（GMPs）和Ly6C
hi单核细胞的EdU?增殖频率在雄性及雌性肥胖小鼠中均显著高于瘦弱小鼠。然而骨髓中MI诱导的髓系生成在肥胖动物中并未增强。这表明肥胖增强了MI诱导的脾脏祖细胞增殖和分化，而非骨髓。
**4. 心肌中髓系细胞扩增及TREM1表达上调**
MI后第5天，肥胖小鼠心肌中中性粒细胞和Ly6C
hi单核细胞数量显著高于瘦弱小鼠。心脏巨噬细胞群体分析显示，肥胖小鼠促炎性Ly6C? CD206?巨噬细胞数量显著升高，而Ly6C
low CD206?巨噬细胞数量相应降低。CD4? T细胞和Foxp3?调节性T细胞数量无显著差异。
批量RNA测序分析显示，MI后第5天肥胖与瘦弱小鼠比较，髓系细胞触发受体1（triggering receptor expressed on myeloid cells 1, TREM1）为上调最显著的基因之一。通路分析显示上调转录本富集于心肌细胞功能、代谢及造血干细胞分化相关通路。免疫组织学染色证实TREM1几乎 exclusively 与梗死区内CD11b?髓系细胞共定位。MI后第5天，肥胖雄性小鼠梗死区TREM1?髓系细胞比例显著高于瘦弱小鼠。
**5. 肥胖小鼠血清诱导髓系细胞TREM1上调**
将 na?ve 野生型小鼠骨髓细胞分别以肥胖或瘦弱小鼠MI术后第5天血清培养，肥胖小鼠血清显著增加CD45? CD11b?髓系细胞上TREM1表达。肥胖假手术小鼠血清也诱导了中度但非显著的TREM1表达增加。这表明TREM1上调不局限于心脏，循环因素可能系统性预激活髓系细胞向更促炎表型极化。
**6. TREM1阻断限制梗死面积并改善肥胖小鼠收缩功能**
对肥胖小鼠MI术后连续5天给予TREM1阻断肽LR12或对照肽LRS。两组间生存率无显著差异（73% vs. 77%）。第5天时，TREM1阻断组左心室梗死面积较小，左心室收缩功能（缩短分数fractional shortening, FS和射血分数ejection fraction, EF）显著优于对照组。
**四、讨论与结论**
本研究发现肥胖小鼠MI后死亡率增加，与髓系生成增强、髓系细胞数量升高及受损心肌中TREM1上调相关。在DIO模型中，雄性小鼠表现出更显著的肥胖表型和脾脏髓系生成增强，与已知的性别特异性高脂饮食代谢炎症易感性一致。性激素和脂肪因子（如瘦素）可能是关键调节因素。研究结果将肥胖驱动的髓系生成范式扩展至髓外 compartment，证实脾脏是心肌损伤后紧急髓系生成和单核细胞部署的核心储库和主要调节器，而肥胖显著放大了这一脾脏反应。
TREM1上调是本研究的核心新发现。TREM1是髓系细胞（包括中性粒细胞和单核细胞）表达的高度保守受体，可放大先天免疫应答。TREM1激活诱导金属蛋白酶、促炎细胞因子和趋化因子产生，以及中性粒细胞快速脱颗粒和氧化爆发。与之相对，TREM2在梗死心脏中发挥相反的保护作用。研究使用LR12阻断肽具有TREM1高特异性，可选择性地抑制TREM1驱动的炎症而不干扰TREM2介导的愈合机制。体外实验提示肥胖血清中的循环因子（可能包括损伤相关分子模式damage-associated molecular patterns, DAMPs或促炎细胞因子）系统性预激活髓系细胞。TREM1与Toll样受体4（Toll-like receptor 4, TLR4）信号通路强协同，而肥胖相关的游离脂肪酸和低度内毒素血症可激活TLR4，形成持续炎症的正反馈循环。
TREM1阻断减少梗死面积并改善收缩功能，支持过度TREM1驱动的髓系细胞活化促进肥胖相关心肌损伤的假说。尽管TREM1抑制未改善总体生存率，但显著改善了超声心动图参数，表明阻断TREM1可抑制肥胖中过度炎症期，防止不良左心室重构并保持长期心肌功能。有趣的是，肥胖小鼠心肌中适应性免疫反应似乎未受影响（CD4?和Foxp3? T细胞数量不变），强调肥胖驱动的MI后恶化主要由先天免疫系统介导。
肥胖小鼠MI后生存率增加的其他可能因素包括心室破裂、心力衰竭和致命性心律失常。中性粒细胞近期被报道可促进致命性心律失常，这可能与肥胖小鼠观察到的死亡率增加有关。需要注意的是，本研究使用的永久冠脉结扎非再灌注模型与临床再灌注MI存在差异，但既往研究在缺血-再灌注模型中也观察到肥胖小鼠梗死区促炎细胞因子表达升高和巨噬细胞密度增高，提示研究结果可能适用于再灌注MI。
**研究结论**：肥胖增强损伤诱导的髓系生成（尤其在脾脏）及髓系细胞TREM1表达，这些机制构成肥胖相关代谢性炎症的组成部分，是肥胖小鼠MI后生存率受损的机制性联系。TREM1代表了减轻肥胖相关损伤的新型治疗靶点，靶向TREM1通路是代谢综合征和肥胖背景下减轻缺血性损伤的有前景的治疗策略。
