J Nanobiotechnol丨CM-EVs miR-9-5p诱导的中性粒细胞N1极化加重心肌I/R损伤

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The miRNA mimic, inhibitor, antagomir, and agomir used in this study were synthesized by Ribobio (Guangzhou, China).

炎症在心肌缺血/再灌注（I/R）损伤中起着至关重要的作用，但其潜在机制尚不清楚。心肌I/R期间的炎症反应以不同类型免疫细胞的浸润为特征，包括中性粒细胞。在心肌I/R的响应中，浸润的中性粒细胞释放的高水平活性氧、蛋白酶和阳离子肽介导组织损伤。中性粒细胞还分泌促炎细胞因子和趋化因子，促进中性粒细胞的进一步募集和激活，并触发损伤部位的炎症级联反应。有趣的是，越来越多的研究表明，中性粒细胞表现出显著的可塑性，分为N1中性粒细胞（促炎）和N2中性粒细胞（抗炎），它们具有相反的免疫调节功能。N1中性粒细胞在心肌梗死（MI）早期比例较高，并发挥促炎作用，而N2中性粒细胞在MI后期比例较高，在缓解炎症、促进血管生成和损伤修复方面发挥重要作用。因此，中性粒细胞功能取决于极化状态，增强对中性粒细胞表型转化的理解将促进我们对心肌I/R损伤过程中负责炎症反应的机制的理解。

大多数真核细胞释放细胞外囊泡（EVs），这是一种小的膜结合结构，在细胞间通讯中起重要作用。越来越多的证据表明，来自心肌固有细胞的EVs，包括心肌细胞（CMs）、心脏成纤维细胞（CFs）、内皮细胞和免疫细胞，在生理和病理生理条件下调节心脏炎症。CMs是哺乳动物心脏中的主要细胞类型，CM来源的EVs（CM-EVs）在心血管疾病的进展中起着重要作用。既往研究表明，MI期间心脏EVs主要来源于CMs，其会被浸润的单核细胞吸收以调节局部炎症反应。Almeida Paiva等人的一项研究表明，来自缺血性CMs的EVs将巨噬细胞极化为促炎表型，从而影响心肌的愈合和梗死后重塑。然而，在心肌I/R损伤期间，CM-EVs是否以及如何改变中性粒细胞极化，目前还没有研究。因此，了解负责改变中性粒细胞表型的CM-EVs将有助于确定针对心肌I/R损伤的新型有效疗法。

EVs通过转移生物分子，如microRNAs（miRNAs）、长链非编码RNAs（lncRNAs）、脂质和蛋白质，来介导细胞间通讯。研究表明，miRNAs是EVs中最丰富的非编码RNAs（长度为 18-25 bp），可抑制靶基因的表达。一些研究报道了CM-EV来源的miRNAs通过调节细胞凋亡、血管生成、炎症和心肌纤维化来改变心肌生理学和病理生理学。然而，目前尚不清楚这些CM-EV来源的miRNAs是否调节心肌I/R期间的中性粒细胞极化以及潜在机制。因此，我们假设CM来源的EVs可以转移必需的miRNAs以介导CM-中性粒细胞通讯，从而影响I/R心脏的炎症反应。

近日，Journal of Nanobiotechnology（IF: 10.6）期刊发表了一篇题为Neutrophil N1 polarization induced by cardiomyocyte-derived extracellular vesicle miR-9-5p aggravates myocardial ischemia/reperfusion injury的研究论文。该研究表明CM-EVs在心肌I/R过程中将miR-9-5p从CMs递送到中性粒细胞，导致中性粒细胞向N1表型转移并进一步加剧心肌I/R损伤。这些发现从中性粒细胞极化的角度揭示了心肌I/R期间炎症的分子机制，并为心肌I/R诱导的炎症提供了一个有希望的治疗靶点。

本研究中，研究人员发现N1中性粒细胞极化在心肌I/R早期扩大了心肌梗死面积，加剧了心功能障碍。此外，CM-EV来源的miR-9-5p被鉴定为诱导中性粒细胞产生N1表型的介质。机制上，miR-9-5p直接抑制SOCS5和SIRT1的表达，从而激活中性粒细胞中的JAK2/STAT3和NF-κB信号通路。重要的是，本研究证实血清EV来源的miR-9-5p水平与接受经皮冠状动脉介入治疗的ST段抬高型心肌梗死患者的心血管死亡率独立相关。这些发现表明中性粒细胞极化是针对心肌I/R诱导的炎症和损伤的一个有希望的治疗靶点，血清EV来源的miR-9-5p是经皮冠状动脉介入治疗的ST段抬高型心肌梗死患者心血管死亡率的一个有希望的预后生物标志物。