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文 | 伍月浮禄
编辑 | 伍月浮禄
«——【·前言·】——»
肥厚型心肌病影响人类和猫，并表现出相当大的种间相似性，这可以通过潜在的病理过程和临床表现来证明，人类领域的发展可能与猫科动物疾病有直接相关。
组织学检查的特征性变化包括心肌细胞肥大以及间质性和替代性纤维化。临床上，HCM 的特点是显著的舒张功能障碍，这是由于与细胞外基质重塑相关的心室顺应性和舒张降低以及心室肥厚的发展所致。
对啮齿动物模型和人类 HCM 患者的研究已经确定了与这些病理变化有关的关键蛋白质介质，包括 lumican、赖氨酰氧化酶和 TGF-β 亚型。
我们试图量化和描述这些介质在患有 HCM 的猫的左心室心肌中的细胞位置，并研究它们与 ECM 的数量和结构组成的关系。与对照猫相比，HCM 猫心肌细胞内的 lumican、LOX 和 TGF-β2 含量增加，主要归因于它们在心肌细胞内的表达增加。
发现这些介质的表达之间存在很强的相关性，这与它们作为促进左心室心肌重塑的细胞途径的重要组成部分的作用相一致。纤维化和肥大是猫 HCM 的重要病理变化，更好地了解驱动这种病理的机制可能有助于识别潜在的治疗方法。
«——【·简单总结·】——»
肥厚性心肌病是一种人类和猫自然发生的心脏病，其标志性变化是左心室肥厚和心肌纤维化。关键心肌蛋白、lumican、赖氨酰氧化酶同工酶和 TGF-β 同工型对于各种心脏疾病中纤维化和心肌细胞肥大的发展至关重要。
本研究的目的是测量这些蛋白质在左心室心肌中的表达，并研究它们的表达与猫 HCM 中不同胶原和非胶原心肌成分的改变之间的关联。Lumican 促进胶原蛋白的交联，其心肌表达在猫 HCM 中增加，并定位于心肌细胞和细胞外基质，特别是在单核细胞浸润的区域。
在心肌细胞和间质单核细胞中均检测到 LOX 表达增加。受 HCM 影响的猫心肌细胞中 TGF-β2 的表达增加。
基于其他物种出版物中的知识，这些结果表明不同心肌细胞类型之间存在潜在的串扰，从而导致心肌重塑，包括患有 HCM 的猫中胶原蛋白和非胶原蛋白心肌成分的扩张以及胶原蛋白结构的改变。
这种重塑可能导致舒张功能障碍和临床症状。在心肌细胞和间质单核细胞中均检测到 LOX 表达增加。受 HCM 影响的猫心肌细胞中 TGF-β2 的表达增加。
基于其他物种出版物中的知识，这些结果表明不同心肌细胞类型之间存在潜在的串扰，从而导致心肌重塑，包括患有 HCM 的猫中胶原蛋白和非胶原蛋白心肌成分的扩张以及胶原蛋白结构的改变。
这种重塑可能导致舒张功能障碍和临床症状。在心肌细胞和间质单核细胞中均检测到 LOX 表达增加。受 HCM 影响的猫心肌细胞中 TGF-β2 的表达增加。
基于其他物种出版物中的知识，这些结果表明不同心肌细胞类型之间存在潜在的串扰，从而导致心肌重塑，包括患有 HCM 的猫中胶原蛋白和非胶原蛋白心肌成分的扩张以及胶原蛋白结构的改变。
这种重塑可能导致舒张功能障碍和临床症状。导致心肌重塑，包括患有 HCM 的毛中胶原蛋白和非胶原蛋白心肌成分的扩张以及胶原蛋白结构的改变。这种重塑可能导致舒张功能障碍和临床症状。
导致心肌重塑，包括患有 HCM 的猫中胶原蛋白和非胶原蛋白心肌成分的扩张以及胶原蛋白结构的改变。这种重塑可能导致舒张功能障碍和临床症状。
«——【·简介·】——»
肥厚型心肌病是一种影响人类和猫科动物的常见且严重的疾病。这两个物种的疾病在亚细胞、细胞和整个器官水平上表现出相当大的相似性 。共同的表型特征包括对称或局灶性心室壁增厚，通常伴有左心房扩张。
组织学上，心肌细胞肥大和紊乱、间质和替代纤维化、间质炎症细胞浸润和壁内血管壁发育不良是常见的。在人类和猫中，HCM 的遗传基础都很复杂，但至少可以部分地通过肌节或具有可变外显率的肌节相关蛋白的常染色体显性突变来解释。
临床表现的相似之处包括从没有临床症状到危及生命的室性心律失常、心力衰竭，尤其是猫的血栓栓塞。
心肌纤维化是HCM的关键病理过程，具有重要的临床意义。在人类患者中，心脏磁共振成像上的晚期钆增强的逐渐增加与不良心室重塑、心律失常、心力衰竭和心肌功能障碍的风险增加有关，这表明终末期 HCM。
cMRI 显示患有临床前 HCM 的猫的间质纤维化增加，并且纤维化的程度与舒张功能障碍相关。显着的心肌纤维化与疾病进展至终末期表型相关，并增加猫出现不良后果的风险。
除了成纤维细胞分泌和沉积胶原蛋白外，细胞外基质的平衡和适应还需要不同心肌细胞群产生的其他ECM相关蛋白的贡献。其中一种蛋白质是 lumican，一种富含亮氨酸的小蛋白聚糖，它附着在纤维状胶原上，调节单个胶原纤维的结合。
Lumican 对于胶原蛋白结构的主要组织至关重要，胶原蛋白结构随后可以进行进一步的修饰，例如原纤维间交联，从而增加胶原蛋白的硬度和弹性。
lumican 可以通过 TGF-β/SMAD 信号传导上调赖氨酰氧化酶的胶原交联酶家族来加速这种修饰，从而影响 ECM 组成，因为交联数量增加的胶原降低了降解的敏感性，并增加了刚度。 “不溶性胶原蛋白”一词被用来描述交联数量增加的胶原蛋白。
这在临床上很重要，因为胶原蛋白质量的增加和胶原硬度的增加都会影响心脏功能和疾病进展。在患有射血分数保留的心力衰竭患者中，其血流动力学特征与 HCM 有一些相似之处，心脏中胶原蛋白交联的程度与舒张功能障碍和左心室舒张末压密切相关。
发现 HCM 患者的心肌赖氨酰氧化酶增加，并与总和交联心肌胶原的数量以及 cMRI 上的左心室僵硬度指标相关。通过蛋白质组学分析，在人类 HCM 患者的心肌切除样本中发现了 lumican 表达增加，并且发现心肌 lumican 的数量与 cMRI 上的 LGE 相关。
白细胞释放炎症细胞因子和改变机械应力可以上调 lumican 和 LOX 同工酶，这两者都是许多心脏病的重要组成部分。
心肌细胞肥大是 HCM 的一个特征性表现，它也会通过损害心室舒张而导致舒张功能障碍并增加心力衰竭的易感性。赖氨酰氧化酶和TGF-β家族成员等生物介质除了在 ECM 重塑中发挥作用外，还可能刺激心肌细胞内的促肥大途径。
尽管与纤维化和心肌细胞肥大一致的 ECM 变化被认为是猫 HCM 中重要且具有临床意义的病理过程，但有关该物种涉及哪些因素的信息仍然很少。鉴于最近在人类患者中的发现，我们试图测量 lumican、LOX 同工酶和 TGF-β 同工型的左心室表达，并探讨它们与猫 HCM 中观察到的特征性心肌重塑的关系。
«——【·材料和方法·】——»
1. 研究人群
根据下述标准选择对照猫和 HCM 猫。对照组的纳入标准包括死于非心脏病且通过临床检查、肉眼/组织病理学检查+完整超声心动图或护理点超声未检测到心脏相关异常的猫。
HCM组的纳入标准包括（1）表现出与HCM相符的临床体征并经大体/组织病理学检查+完整超声心动图或POCUS证实的猫；(2)无其他导致左心室肥厚的疾病，包括高血压、甲状腺功能亢进症、先天性心脏病、生长激素过多症、浸润性疾病等。
参考心脏成像，对 3/10 对照猫和 7/10 HCM 猫进行了完整的超声心动图检查，并对其余 7/10 对照猫和 3/10 HCM 猫进行了以心脏为中心的 POCUS 检查。
对所有猫进行大体病理学和组织病理学检查。用于每只猫的信号、超声心动图参数和组织病理学诊断，补充材料表 S2用于临床表现和心脏成像结果总结。
2.心脏采集和组织病理学检查
安乐死后 30 分钟内收集心脏并用自来水冲洗以除去任何残留的血液。从 LVFW 中部去除 10 × 10 mm 全厚切片。一半切片放入RNAlater中，另一半在-80°C速冻。在解剖和处理之前，将心脏的其余部分浸入 10% 甲醛溶液中 24 小时以上。
将石蜡包埋的心脏组织切成4毫米厚的切片，并用苏木精和伊红染色，或马森三色染色，由专业兽医病理学家进行组织病理学检查。
HCM 的宏观标准包括左心室壁肥厚，伴或不伴 LA 或双房扩张。微观标准是超过5%的左心室心肌肌纤维紊乱，伴或不伴肌细胞肥大、间质纤维化或壁内动脉硬化。
合著者和专业兽医病理学家记录了心肌中是否存在单核细胞浸润。首先使用 1× 和/或 2× 物镜扫描如上所述的相同载玻片，并使用 4× 和/或 10× 物镜进一步检查代表性区域。这些载玻片未进行免疫组织化学染色以表征不同类型的单核细胞。
3.肌细胞宽度的测量
使用开源软件 QuPath V0.1.2 在细胞核水平上测量来自 5 只 HCM 和 7 只对照猫的 40 个心肌细胞的心肌细胞宽度。对测量结果进行平均，以给出每只猫心肌细胞宽度的代表性测量结果。
4.RNA 提取和互补 DNA 的制备
收集来自游离壁中部的全层左心室组织切片，并在 RNAlater中于 4 °C 下保存过夜，然后转移至 -80 °C 冰箱中长期保存贮存。使用设定为 20 Hz 的高速摇床将 LV 组织用裂解缓冲液和 5 mm 不锈钢珠均质化。
使用基于柱的提取试剂盒提取RNA，并使用市售试剂盒和热循环仪去除基因组DNA来制备互补DNA。
«——【·结果·】——»
1. 研究人群
本研究不同部分使用的 10 只对照猫和 10 只 HCM 猫的年龄、性别和品种如下。对照组有四只公猫，HCM 组有六只公猫。对照猫的中位年龄为 5.8岁，HCM 猫的中位年龄为 8.7岁。
三只对照猫的确切年龄未知，其中一只估计为 5 至 8 岁，另外两只为 1 至 3 岁。使用最大或最小估计年龄以及最小p进行组间年龄的统计分析- 报告值。
组间年龄和性别没有显着差异。对照组有 7 只 DSH、两只俄罗斯蓝猫和一只缅因猫，HCM 组有 5 只 DSH、两只英国短毛猫、一只东奇尼猫、一只缅因猫和一只孟加拉猫。
2.心肌细胞宽度的评估
由于 HCM 的一个特征是心肌细胞增大，我们测量了 7 只代表性对照猫和 5 只 HCM 猫的心肌细胞宽度，作为心肌细胞肥大的替代指标，发现 HCM 猫的心肌细胞宽度更大。
患有 HCM 的猫的心肌细胞宽度增加。在细胞核水平上测量来自 7 只对照猫和 5 只 HCM 猫中每只猫的 40 个心肌细胞的细胞核水平的心肌细胞宽度，这些心肌细胞在细胞核水平上具有清晰的细胞边缘。
«——【·结论·】——»
这项研究存在一些局限性。参与研究的猫的基因型未知。目前，仅发现了五种与猫 HCM 相关的突变。
不能排除基因型阳性和表型阴性 HCM 猫的纳入。其次，我们的结论主要来自相关性分析，并不一定代表因果关系，lumican、LOX和TGF-β亚型表达增加并不证实生物活性增加。
检测到的两种 TGF-β 亚型与结合潜伏蛋白的 TGF-β 一致。其他因素，如醛固酮，已被证明可以通过各种途径上调赖氨酰氧化酶，许多因素控制心肌中 TGF-β 的表达和激活。
在我们的研究中通过进行 IHC 来证实这一点是理想的。本研究使用了来自左心室游离壁中部的心肌样本，这些样本与我们参考的阻塞性 HCM 患者的研究中从基底室间隔获取的心肌切除样本不同。
阻塞性 HCM 会导致左心室压力负荷，此外 HCM 会导致突变，从而影响重构心肌中介质的表达。
我们在患有 HCM 的猫中证明了心肌重塑关键介质的表达增加并确定了其定位，这与人类 HCM 患者中的情况相似。我们的结果进一步证实了猫科动物和人类 HCM 之间的相似性，并且可能对猫科动物种群的未来治疗产生影响。
«——【·参考文献·】——»
【1】梅塞尔，《肥厚型心肌病：遗传学、发病机制、临床表现、诊断和治疗》，慕尼黑大学出版社，2013年。
【2】西瓦洛卡纳坦，《肥厚型心肌病心肌纤维化的进展：机制和临床意义》，哈佛大学出版社，2009年。
【3】里恩克斯，《猫肥厚性心肌病：心肌细胞引发和巨噬细胞驱动的重塑过程的后果？》，悉尼大学出版社，2015年。
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