陈怡帆1 , 程蕾蕾2 , 葛均波1
1. 复旦大学附属中山医院心内科,上海市心血管病研究所,卫生部病毒性心脏病重点实验室
2. 复旦大学附属中山医院心脏超声诊断科,上海市心血管病研究所,上海市影像医学研究所
目的:程序性细胞死亡蛋白1(programmed death protein-1,PD-1)抑制剂是一种重要的的免疫检查点抑制剂(ICIs),但它也可诱发死亡率高达27%~67%的ICIs相关的心肌炎(immune checkpoint inhibitor-associated myocarditis,ICIAM),亟需探索有效的新治疗靶点。我们的前期实验提示了溶血磷脂酸(Lysophosphatidic acid,LPA)是ICIAM进程中主要累积的磷脂类物质,堆积的LPA主要结合其下游溶血磷脂酸受体5(Lysophosphatidic acid receptor 5,LPAR5),进而促使心肌细胞NLRP3炎症小体组装增加,最终诱导心肌细胞焦亡。以高特异性抑制剂阻断LPA-LPAR5结合或可作为预防PD-1抑制剂诱导心脏损伤的潜在靶点。
方法:选用SPF级雄性C57BL/6小鼠,分为三组(Sham+Control;PD-1 inhibitor+Control组;PD-1 inhibitor+TC LPA5 4组)。PD-1 inhibitor+Control以及PD-1 inhibitor+TC LPA5 4组分别在第1天和第7天皮下注射TnI+完全氟式试剂(TnI 250μg/只+完全氟式试剂100μL/只),于造模第8天起每两天腹腔注射一次PD-1抑制剂(PD-1抑制剂15μg/只+生理盐水135μL/只),共5次;此外,PD-1 inhibitor+TC LPA5 4组从造模第8天起连续10天腹腔注射TC LPA5 4(10 mg/kg/d),Sham+Control以及PD-1 inhibitor+Control组从造模第8天起注射与TC LPA5 4等量的生理盐水。造模第17天检测小鼠心脏彩超,收集心脏标本进行H-E染色,免疫荧光检测心肌组织NLRP3表达,WB检测心肌组织主要焦亡标志物表达。
结果:PD-1 inhibitor+Control组小鼠心功能指标明显低于Sham+Control组,PD-1 inhibitor给药再注射TC LPA5 4后小鼠心功能明显改善,PD-1 inhibitor+TC LPA5 4组小鼠比PD-1 inhibitor+Control组小鼠EF%高14.80%(P<0.001);PD-1 inhibitor+TC LPA5 4组小鼠比PD-1 inhibitor+Control组小鼠FS%高11.20%(P<0.05)。H-E染色提示PD-1 inhibitor+Control组小鼠心脏炎症浸润和纤维化明显多于Sham+Control组,PD-1 inhibitor给药再注射TC LPA5 4后小鼠心脏炎症浸润和纤维化改善,PD-1 inhibitor+TC LPA5 4组小鼠比PD-1 inhibitor+Control组小鼠心脏炎症浸润和纤维化少。免疫荧光显示PD-1 inhibitor+Control组小鼠心肌组织NLRP3表达明显高于Sham+Control组,PD-1 inhibitor给药再注射TC LPA5 4后,相比于PD-1 inhibitor+Control组,小鼠心肌组织NLRP3表达明显下调。免疫印迹法(Western Immunoblot)对焦亡通路的分析提示,PD-1 inhibitor+Control组小鼠心肌组织焦亡相关蛋白(NLRP3、cleaved Caspase-1、pro Caspase-1、Gasdermin D、cleaved Gasdermin D、IL-1β、IL-18等)水平明显高于Sham+Control组,PD-1 inhibitor给药再注射TC LPA5 4后,相比于PD-1 inhibitor+Control组,小鼠心肌组织焦亡相关蛋白水平明显下调。
结论:TC LPA5 4通过特异性拮抗LPAR5,有效阻断异常累积的LPA和其受体的结合,进而下调下游焦亡通路的激活,改善PD-1抑制剂诱导的ICIs相关的心肌炎的心脏功能下降和炎症浸润。该LPAR5特异性拮抗剂的应用有望成为ICIAM治疗富有潜力的新方法,并增加PD-1抑制剂的使用安全性。