《Journal of Inflammation Research》：The Bioinformatics Analysis of Publicly Available Datasets and Validation in a Mouse Model of Myocardial Infarction Through Coronary Artery Ligation
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本刊推荐：本研究首次揭示CMTM3在心肌梗死(MI)后巨噬细胞炎症中的关键作用。通过体内外实验证实，CMTM3缺失通过抑制PPARα活性、增强NF-κB磷酸化，加剧巨噬细胞M1极化及炎症因子(IL-1β/IL-6/TNF-α)分泌，从而扩大梗死面积、加重心脏纤维化与功能恶化。研究为靶向CMTM3调控免疫微环境改善MI预后提供了新策略。
生物信息学分析揭示CMTM3在心肌梗死中的潜在作用
通过分析心肌梗死(MI)数据集GSE161427，研究发现CMTM家族成员中CMTM2a、CMTM3和CMTM7表达上调，其中CMTM3与炎症因子IL-1β、IL-6及巨噬细胞标志物CD68的相关性最显著。高通量测序数据集GSE236374进一步验证了CMTM3在MI后第7天显著上调。这些生物信息学分析结果表明，在所有上调的CMTM成员中，CMTM3不仅表达变化显著，且与炎症相关性最优，因此本研究聚焦于CMTM3，深入探讨其在MI炎症反应中的作用及分子机制。
CMTM3在心肌梗死后表达上调
建立小鼠MI模型后，通过RT-qPCR和Western blot检测发现，MI后第3天梗死边缘区CMTM3的mRNA和蛋白水平即开始上调，第7天达到峰值，随后缓慢下降，但至第28天仍高于假手术组。免疫组化染色进一步验证了MI后小鼠心脏中CMTM3表达增加。此外，通过Elisa检测MI患者血清发现，其CMTM3分泌量较健康对照组显著升高。上述结果提示，CMTM3在MI后表达上调，可能参与MI的病理过程。
CMTM3缺失加剧MI诱导的心功能障碍、增大梗死面积并促进胶原沉积
使用CMTM3基因敲除(CMTM3?/?)小鼠进行研究发现，基线状态下其与野生型小鼠无显著差异。构建MI模型后，TTC染色显示CMTM3?/?小鼠梗死面积更大，心脏重量/胫骨长度比值显著增高。超声心动图评估显示，CMTM3?/?小鼠的左心室收缩末期内径和舒张末期内径增大，而左心室射血分数和短轴缩短率降低。HE染色显示CMTM3?/?小鼠心肌排列更紊乱，Masson染色显示其梗死心脏蓝色胶原纤维面积增大。RT-qPCR检测发现CMTM3?/?MI小鼠心脏中α-SMA、胶原蛋白I和III的mRNA表达显著增加。综上所述，CMTM3缺失会加剧MI后心功能障碍，增大梗死面积，促进胶原沉积，从而加速不良心脏重构。
CMTM3在心肌梗死后主要在巨噬细胞中表达上调
通过密度梯度离心和流式细胞术分离小鼠心脏中的心肌细胞、成纤维细胞、内皮细胞和巨噬细胞，RT-qPCR检测发现CMTM3的上调特异性地发生在MI后的巨噬细胞中，其他细胞类型无显著变化。在LPS+IFN-γ诱导的促炎巨噬细胞中，Western blot分析显示CMTM3蛋白水平显著升高。免疫荧光共染色进一步验证了CMTM3的上调仅限于MI后的巨噬细胞。从MI患者血液中分离的外周血单核细胞中，CMTM3表达也升高。此外，在H9C2细胞中敲低CMTM3不影响缺氧处理的细胞凋亡相关蛋白Bax的表达，排除了CMTM3通过影响心肌细胞间接影响巨噬细胞的可能性。这些结果表明CMTM3在MI后特异性上调于巨噬细胞，可能通过直接影响巨噬细胞功能参与MI进程。
CMTM3缺失加剧心肌梗死后的炎症反应
聚焦巨噬细胞炎症，流式细胞术分析发现，与野生型组相比，CMTM3?/?组小鼠心脏中CD11b+F4/80+巨噬细胞及促炎巨噬细胞比例均增加。免疫组化染色显示CMTM3?/?小鼠梗死心脏中CD68+巨噬细胞更多。RT-qPCR和Elisa结果均表明，MI后第3天和第7天，CMTM3?/?小鼠心脏及血清中促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α的水平更高。这些结果说明CMTM3缺失促进了巨噬细胞向促炎表型分化，增加了炎症因子的产生和分泌，加剧了MI后的炎症反应。
CMTM3缺失加剧骨髓来源巨噬细胞的炎症反应
在体外培养的骨髓来源巨噬细胞中评估CMTM3的作用。流式细胞术显示CMTM3?/?组中CD11b+CD86+巨噬细胞比例高于野生型组。RT-qPCR和Elisa结果均表明，CMTM3?/?组BMDMs中IL-1β、IL-6和TNF-α的表达及其上清液中的分泌量均高于野生型组。综上所述，在体外实验中，CMTM3缺失同样会加剧巨噬细胞相关的炎症反应。
CMTM3缺失通过NF-κB和PPARα信号通路促进炎症反应
既往研究及生物信息学分析均提示巨噬细胞相关炎症受NF-κB和PPARα调控，且CMTM3与二者显著相关。Western blot分析发现，在BMDMs和梗死心脏中，CMTM3敲除后NF-κB磷酸化水平升高，而PPARα表达下降。免疫共沉淀结果显示CMTM3与PPARα存在直接相互作用，但与NF-κB无直接相互作用。BMDMs免疫荧光染色显示CMTM3缺失增强了LPS诱导的NF-κB核转位，并抑制了PPARα的核转位。随后，在CMTM3?/?组BMDMs中加入NF-κB抑制剂PTDC，流式细胞术显示CD11b+CD86+巨噬细胞比例显著下降，RT-qPCR和Elisa结果显示IL-1β、IL-6和TNF-α的表达和释放均减少。结合文献与本研究结果，CMTM3直接与PPARα相互作用，其缺失抑制了PPARα表达，增强了NF-κB活化，其具体机制与竞争性核转位有关。
讨论
本研究发现在MI患者血清和MI小鼠心脏中CMTM3表达上调，且上调的CMTM3主要表达于浸润的巨噬细胞。CMTM3基因敲除加剧了MI小鼠的炎症反应，增大了梗死面积，增强了纤维化并恶化了心功能。在BMDMs中，CMTM3缺失通过激活NF-κB和抑制PPARα，促进巨噬细胞向促炎表型分化，增加炎症因子分泌，加剧炎症反应。这些结果表明CMTM3可通过减轻MI的炎症反应、改善心脏重构来保护心脏、改善心功能。
CMTM家族在心肌缺血中扮演重要角色，本研究证实CMTM3缺失会加重MI小鼠心脏损伤，与其家族成员报道的心肌保护作用一致。CMTM3在不同疾病中对炎症具有双重调控作用，本研究提示其在MI巨噬细胞相关炎症中发挥抑制作用。机制上，CMTM3缺失抑制PPARα表达，促进NF-κB磷酸化，增强巨噬细胞M1极化，加重炎症反应。结合新兴的心肌修复技术，未来或将CMTM3与心脏组织工程策略结合，为临床转化提供新思路。
研究局限性在于使用全身性敲除小鼠无法排除CMTM3在其他组织细胞缺失带来的间接影响。虽探讨了NF-κB和PPARα通路，但二者间潜在相互作用未深入探索，有待未来研究。
结论
本研究强调CMTM3与PPARα相互作用，其缺失会抑制PPARα表达，促进NF-κB磷酸化，增加巨噬细胞向促炎表型分化，促进炎症因子分泌，加剧相关炎症反应，从而加重梗死心脏损伤。这些发现揭示了CMTM3在MI和巨噬细胞中的新功能，为MI治疗提供了新方向。
