《JCI》：升高NAD水平可抑制心力衰竭患者PBMC的炎癥激活

昵稱69125444 2021-01-02

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心力衰竭（HF）是發(fā)病率致死率很高的一種疾病。心力衰竭患者的炎癥因子常過度表達，因此，長久以來，人們認(rèn)為抗炎是極有希望有效治療HF的措施。深入了解外周血單核細(xì)胞（PBMCs）對促炎癥信號的作用機制，是開發(fā)HF靶向新療法的必要條件。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，NAD途徑中的前體煙酰胺核糖苷（NR）能夠減少PBMCs中IL1B的產(chǎn)生和TNFA以及IL6的生成。這些結(jié)果表明：靶向NAD代謝可能通過調(diào)節(jié)HF相關(guān)炎癥狀態(tài)而使HF患者受益。

近日，來自華盛頓大學(xué)心臟病和代謝中心的研究團隊在此基礎(chǔ)上進行深入研究，于The Journal of Clinical Investigation雜志上發(fā)表了題為“Boosting NAD Level Suppresses Inflammatory Activation of PBMC in Heart Failure”的文章，探討了PBMCs線粒體功能障礙與炎癥激活之間的機制聯(lián)系，以及促進NAD的潛在抗炎作用水平。

團隊首先招募了19名D期HF患者和19名健康受試者。比較了射血分?jǐn)?shù)降低的心力衰竭（HFrEF）患者和健康人PBMC呼吸功能和炎癥細(xì)胞因子的表達?；颊咧饕獮槟行裕骄笮氖疑溲?jǐn)?shù)（LVEF）為20±7%，其中約80%為心肌病的非缺血性病因，68%的患者在采集血樣時接受了肌力性支持。用Mann-Whitney檢驗比較健康組和HF組的平均年齡，P值為0.034。

意料之中的是D期HFrEF患者的NLRP3（單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞炎癥小體的關(guān)鍵成分）以及促炎細(xì)胞因子（IL1B、IL18、TNFA）的mRNA水平顯著高于健康人。除此之之外，試驗表明HF患者PBMCs平均基礎(chǔ)呼吸（OCR）較健康人低。與健康受試者相比，FCCP誘導(dǎo)的HF患者的最大OCR顯著降低。得出結(jié)論為：在HFrEF中PBMC呼吸能力受損。

為了探索線粒體呼吸功能和細(xì)胞因子產(chǎn)生之間的潛在細(xì)胞機制，研究團隊建立了體外模型來模擬心衰的促炎癥狀態(tài)。用脂多糖（LPS）治療健康受試者的PBMCs，4小時的LPS治療導(dǎo)致PBMC最大OCR急劇下降以及NLRP3和促炎細(xì)胞因子的mRNA表達增加，最顯著的是IL6。

隨后，為了測試受損線粒體釋放的DAMP是否能引起HF中的無菌炎癥狀態(tài)，團隊通過溶解從接受左心室輔助裝置（LVAD）手術(shù)的終末期HF患者的心肌組織中分離出的線粒體來提取MitoDAMP。結(jié)果表明，與LPS相似，對健康PBMCs進行MitoDAMP治療可誘導(dǎo)促炎性細(xì)胞因子基因表達顯著升高。MitoDAMP處理，在2小時內(nèi)導(dǎo)致mtROS產(chǎn)生激增；線粒體最大OCR明顯受到有絲分裂抑制，在MitoDAMP存在的情況下，沒有改變最大OCR，但顯著減弱了細(xì)胞因子基因的表達。此外，用NLRP3炎性小體的特異性抑制劑MCC950治療，導(dǎo)致了類似的MitoDAMP誘導(dǎo)的IL6基因表達激增的減弱，而最大OCR略有改善。

最后，文章探討了NR通過增加NAD水平來靶向線粒體代謝可能在體外和HFrEF患者中減弱PBMC炎癥激活的可能性?；?span>NR增強NAD可增強PBMCs的呼吸功能并降低mtROS和IL1B的產(chǎn)生，研究人員假設(shè)NR可能改善有絲分裂阻尼刺激時最大OCR和細(xì)胞因子產(chǎn)生的減少。試驗結(jié)果表明，在有MitoDAMP的情況下，對健康PBMCs同時進行NR治療，分別導(dǎo)致IL6分泌和促炎細(xì)胞因子基因表達的減少。重要的是，NR治療部分地阻止了MitoDAMP誘導(dǎo)的最大OCR的下降。

研究團隊進行了臨床試驗，讓D期HF患者口服NR 5-9天，并在NR給藥前后采集血樣。結(jié)果顯示，口服硝酸還原酶使全血NAD 水平升高，正如之前在健康受試者中所見到的那樣。此外，NR增強線粒體呼吸并減少促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生；NR處理使PBMCs的基底層和最大OCR均增強；NR促炎細(xì)胞因子基因表達減少30倍。同時，5名受試者均未觀察到與NR相關(guān)的不良反應(yīng)。

這項研究表明線粒體功能在HFrEF患者外周免疫細(xì)胞炎癥激活中起關(guān)鍵作用。試驗發(fā)現(xiàn)，促炎分子，如功能失調(diào)的線粒體釋放的損傷相關(guān)分子模式，可能通過Toll樣受體級聯(lián)，觸發(fā)促炎細(xì)胞因子的增加表達，其中IL6因子最為明顯。分泌的IL6似乎以自分泌方式反饋，通過抑制復(fù)合物I活性和誘導(dǎo)線粒體ROS生成來損害線粒體呼吸，導(dǎo)致NLRP3炎癥小體的組裝和促炎性細(xì)胞因子如IL1B和IL18的分泌增加。分泌的IL1B可以反饋進一步增強NFKB軸，導(dǎo)致惡性循環(huán)。