肖鸿文博士新发现:Xrcc6 介导 DNA 修复,成心肌缺血再灌注损伤治疗新靶点
近日,厦门医学院基础医学院肖鸿文博士在国际免疫学期刊《Frontiers in Immunology》(IF=5.7)发表重要研究成果,揭示DNA修复基因Xrcc6在心肌缺血再灌注(I/R)损伤中的双重调控作用,并证实天然黄酮类物质Fisetin可通过靶向Xrcc6发挥心脏保护效应,为缺血性心脏病治疗提供了全新思路与潜在靶点。
心肌缺血再灌注损伤是冠心病介入治疗后患者长期康复的 “拦路虎”,会引发氧化应激、炎症反应及心肌细胞死亡,严重影响心脏功能。本团队围绕DNA 损伤修复-免疫调控核心机制,通过多组学技术与动物实验相结合的方式,展开了系统性研究。
研究首先通过体外心肌细胞 I/R 模型(H₂O₂诱导氧化应激)和转录组测序,发现 Xrcc6 等 DNA 修复基因在损伤后显著下调。如图所示,主成分分析(PCA)清晰显示正常组(NC)与 I/R 组基因表达谱完全分离,火山图进一步标注出 Xrcc6 等关键差异基因,而GO 集分析则证实差异基因主要集中在 DNA 修复、双链断裂修复等通路,提示Xrcc6可能是心肌损伤修复的关键节点。
为解析 Xrcc6 在心肌细胞亚型中的特异性作用,团队利用单细胞 RNA 测序技术对小鼠心脏组织进行分析,成功鉴定出 4 种心室肌细胞亚型(vCMs1 - vCMs4)。如图所示,vCMs3 亚型在正常心脏中占比高,且富集心肌发育与分化相关基因,被证实为具有修复能力的再生型心肌细胞;而 I/R 损伤后,vCMs3 比例显著下降,其特异性高表达的Xrcc6也随之下调。通过hdWGCNA 共表达网络分析,本团队进一步确认Xrcc6是vCMs3亚型的核心调控基因,直接影响心肌细胞命运决定。
针对 Xrcc6 的免疫调控功能,团队通过 CIBERSORT 免疫浸润分析发现,I/R 损伤后心脏组织中 M0 巨噬细胞比例升高、M1 促炎巨噬细胞减少,且 Xrcc6 表达与 M0 巨噬细胞呈正相关(r=0.69,p<0.01),与 M1 巨噬细胞呈负相关(r=-0.88,p<0.001)。如下图直观呈现了这种相关性,结合细胞通讯分析(CellChat)发现,I/R 损伤后心肌细胞与巨噬细胞间的 Laminin 信号通路显著激活,提示 Xrcc6 可通过调控巨噬细胞极化重塑心脏免疫微环境。
为验证 Xrcc6 的治疗潜力,本团队通过分子对接与动力学模拟,证实Fisetin与 Xrcc6 存在稳定结合(结合自由能 - 7.55 kcal/mol),可通过氢键、范德华力等多重作用维持复合物结构稳定。如图所示,动物实验结果显示,40mg/kg Fisetin预处理可显著改善 I/R 小鼠心脏功能( ejection fraction 提升 23% ),减少心肌梗死面积(TTC 染色显示梗死区缩小 40%),同时降低血清中 LDH、CK-MB 等损伤标志物及 IL-6、TNF-α 等炎症因子水平。Western blot 结果进一步证实,Fisetin可上调心肌组织中 Xrcc6 表达,抑制 DNA 损伤标志物 γH2A.X 的积累,明确了Fisetin - Xrcc6 -DNA修复的保护通路。
该研究首次将 Xrcc6 定位为心肌 I/R 损伤中细胞修复与免疫调控的双重枢纽,不仅深化了对心肌损伤修复机制的理解,更发掘了天然产物Fisetin的临床转化潜力。下一步团队将聚焦Fisetin的剂型优化与靶向递送研究,推动这一成果向临床应用转化,为缺血性心脏病患者带来新的治疗希望。(供稿 肖鸿文)
合作联系人:
肖鸿文 xiaohongwen@xmmc.edu.cn
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