这项研究关注巨噬细胞炎症+线粒体功能障碍，凭什么发到38分的顶刊上？

今天介绍一项发表在 European Heart Journal 上的研究： Atrial cardiomyocyte-restricted cleavage of Gasdermin D promotes atrial arrhythmogenesis ，即 心房心肌细胞 Gasdermin D 剪切促进心房性心律失常发生。

研究团队首先从房颤与炎症的关系出发，基于房颤患者心房组织中 NT-GSDMD 蛋白水平显著增加的现象，提出 NT-GSDMD 在心房心肌细胞中的异常激活可能促进房颤发生 的研究假设；然后构建心房心肌细胞特异性过表达 NT-GSDMD 的小鼠模型（ aGDNT ），发现 aGDNT 小鼠对房颤的易感性显著增加；进一步发现和验证:

1 ） NT-GSDMD 通过形成膜孔促进炎症因子释放、吸引巨噬细胞浸润；

2 ）同时上调 ESCRT 介导的膜修复机制避免细胞焦亡；

3 ）还直接靶向线粒体，增加活性氧（ ROS ）产生，导致线粒体功能障碍并触发钙释放促进房颤发生：

房颤（ AF ）是临床上最常见的心律失常之一，显著增加中风和死亡风险。近年来，研究发现炎症信号通路在房颤的发生和持续中起重要作用。 Gasdermin D （ GSDMD ）是 NLRP3 炎症小体的关键下游效应分子，其在免疫细胞中被激活后可导致细胞焦亡（ pyroptosis ）。 然而 GSDMD 在心肌细胞中的作用尚不清楚。

研究团队首先分析了房颤患者的心房组织样本，研究团队发现 房颤患者心房组织和心房心肌细胞（ ACMs ）中 GSDMD 的 N 端片段（ NT-GSDMD ）显著增加 ，进一步利用 AAV9 构建了 ACMs 特异性过表达 NT-GSDMD 的小鼠模型（ aGDNT ），接下来通过程序性心内刺激来测试这些小鼠对房颤的易感性。结果发现 aGDNT 小鼠在快速心房起搏后，房颤的诱导率显著高于对照组（ 75% vs. 20% ），且房颤持续时间更长 。 这表明 NT-GSDMD 的过表达确实增加了房颤的易感性。

为了理解 NT-GSDMD 如何促进房颤的机制，研究团队分析了这些小鼠的心脏电生理特性，结果发现 aGDNT 小鼠的心房有效不应期（ AERP ）和动作电位时程（ APD ）缩短，传导速度减慢；与 ACMs 中 Kv1.5 和 Nav1.5 蛋白水平的上调一致。此外，研究团队还观察到心房中缝隙连接蛋白 Cx43 的减少和侧向化增加， 这些改变共同导致了心房的电重构。同时组织学分析显示 aGDNT 小鼠心房中胶原沉积增加，提示存在纤维化。

既然 NT-GSDMD 的过表达增加了房颤易感性， 推测可能与炎症小体激活有关 ，因此检测了 aGDNT 小鼠心房中炎症小体相关蛋白的表达，结果显示， aGDNT 小鼠心房中 NLRP3 炎症小体的激活标志物（如 ASC ）显著增加，而血清中 IL-1β 和 IL-6 水平也升高；此外 aGDNT 小鼠心房中 CD11b+ 髓系细胞和 F4/80+ 巨噬细胞数量增加，表明 NT-GSDMD 的过表达可能通过激活 NLRP3 炎症小体，促进炎症细胞浸润，从而加速心房重构。

NT-GSDMD 在免疫细胞中可形成膜孔，导致细胞焦亡。然而 aGDNT 小鼠 ACMs 并未发生焦亡 。 尽管心房组织中 PI 摄取增加，提示膜完整性受损，但 LDH 水平并未显著升高。这表明 ACMs 可能通过某种机制避免了焦亡。进而 通过 RNA 测序分析了 aGDNT 小鼠心房的基因表达变化， 发现与膜修复相关的基因表达上调 ， WB 和免疫荧光分析显示， ESCRT （内质网 - 高尔基体 - 溶酶体运输复合体）组分（如 CHMP3 、 CHMP4B 和 VPS4A ）蛋白水平增加，且 CHMP3 在 ACMs 膜上富集， 表明 ACMs 通过上调 ESCRT 介导的膜修复机制，避免了 NT-GSDMD 诱导的焦亡，从而维持了细胞的存活和功能。

既然 NT-GSDMD 并未导致焦亡，那么它是如何促进房颤的呢？ 研究团队推测 NT-GSDMD 可能影响了 ACMs 的线粒体功能。通过 WB 和免疫荧光分析，研究团队发现 NT-GSDMD 在心肌细胞的线粒体中富集。与对照组相比， aGDNT 小鼠心房中线粒体形态异常，线粒体呼吸链复合体蛋白水平降低，且细胞质中 dsDNA 水平增加。 这些改变提示线粒体功能受损。 进一步的实验显示， aGDNT 小鼠心房心肌细胞中 线粒体活性氧（ mtROS ）水平显著增加，且钙处理异常，表现为自发性钙波的增加 。 这些线粒体功能障碍可能是 NT-GSDMD 促进房颤的关键机制。

为了验证线粒体功能障碍在 NT-GSDMD 诱导的房颤中的作用，研究团队使用线粒体特异性抗氧化剂 MitoTEMPO 处理 aGDNT 小鼠。结果表明， MitoTEMPO 显著降低了 aGDNT 小鼠的房颤易感性和持续时间 。此外，研究团队还构建了 Gsdmd 基因敲除小鼠模型， 发现 GSDMD 的缺失显著减少了自发性房颤的发生率和持续时间 。这些结果进一步证实了 GSDMD 在房颤中的关键作用，并提示线粒体 ROS 可能是治疗房颤的潜在靶点。