CCL28通过CCR10/ERK/SOX5正反馈信号通路促进血管生成及心肌梗死后心脏修复的作用与机制研究

本研究针对缺血性心脏病治疗中功能性血管生成不足的难题，聚焦CCL28-CCR10轴在血管生成中的作用机制。研究人员通过构建心肌梗死和后肢缺血模型，结合单细胞测序、流式细胞术等功能实验，发现巨噬细胞来源的CCL28可通过激活内皮细胞CCR10/ERK/SOX5正反馈信号通路增强血管生成能力。重组CCL28蛋白治疗显著改善缺血组织的血流恢复和心脏功能，并在糖尿病缺血模型中展现治疗潜力。临床研究进一步证实血清CCL28水平与冠状动脉侧支循环形成呈正相关，为缺血性心脏病提供了新的治疗靶点和生物标志物。

在心血管疾病领域，缺血性心脏病始终是全球健康的主要威胁。尽管血运重建技术和药物治疗不断进步，但心肌梗死后的心力衰竭发生率仍居高不下。这背后的关键问题在于心脏自我修复能力的不足——特别是功能性血管生成的缺陷，使得缺血心肌无法获得足够的血液供应。当冠状动脉发生阻塞时，机体虽然会启动血管新生程序，但这种内源性的修复反应往往不足以支撑心肌细胞的存活需求。寻找能够有效促进血管生成的治疗靶点，成为心血管领域亟待突破的科学难题。

正是在这样的背景下，福建医科大学省立临床医学院等单位的研究团队将目光投向了趋化因子CCL28。既往研究表明，CCL28在黏膜免疫和肿瘤血管生成中发挥作用，但它在缺血性心脏病中的具体功能尚不明确。研究人员推测，这个保守的趋化因子可能通过与其受体CCR10的相互作用，在心脏修复过程中扮演重要角色。

为了验证这一假设，研究团队首先通过单细胞RNA测序数据分析发现，在缺血性心肌病患者心脏组织中，CCL28的表达显著高于其同源分子CCL27。随后，他们构建了小鼠心肌梗死和后肢缺血模型，动态观察CCL28-CCR10轴的变化规律。结果显示，在缺血发生后，CCL28的表达迅速上调，并在第3天（心肌梗死）和第7天（后肢缺血）达到峰值。通过精细的细胞分选和免疫荧光染色，研究人员确认巨噬细胞是缺血组织中CCL28的主要来源。

更令人兴奋的是，研究人员发现CCR10主要表达于内皮细胞，且CCR10⁺内皮细胞表现出更强的增殖、迁移、成管能力，以及抗凋亡和抗衰老特性。这种功能优势背后的机制被揭示为CCL28激活的CCR10/ERK/SOX5正反馈信号通路。当CCL28与CCR10结合后，会激活ERK1/2信号，进而促进转录因子SOX5的表达。SOX5则直接结合到Ccr10基因启动子区域，进一步上调CCR10的表达，形成自我强化的正反馈循环。

为了验证这一通路的功能重要性，研究人员构建了Ccl28基因敲除小鼠。结果显示，Ccl28缺失导致缺血组织中的血管生成受损，血流恢复延迟，心脏功能恶化。相反，外源性给予重组CCL28蛋白则显著改善了缺血组织的修复效果。更重要的是，在糖尿病缺血模型中，CCL28治疗同样有效，提示其具有广泛的治疗适用性。

研究的临床转化价值通过一项纳入416例慢性完全闭塞病变患者的队列研究得到进一步验证。研究发现，血清CCL28水平与冠状动脉侧支循环质量呈正相关，且能够显著改善传统风险预测模型的效能。这为CCL28作为缺血性心脏病生物标志物和治疗靶点的临床应用提供了有力证据。

本研究综合运用了多种关键技术方法：通过心肌梗死和后肢缺血动物模型模拟临床缺血病理过程；利用流式细胞术分选特定细胞群体进行功能分析；采用RNA测序技术揭示信号通路变化；通过染色质免疫沉淀和双荧光素酶报告基因实验验证转录调控机制；结合临床样本进行酶联免疫吸附测定和冠状动脉造影评估。

CCL28在心肌和后肢缺血中表达上调

研究人员通过单细胞测序数据库分析发现，在缺血性心肌病患者中CCL28表达显著升高。动物实验证实，在心肌梗死和后肢缺血模型中，CCL28的mRNA和蛋白水平均出现时间依赖性上调，其中巨噬细胞是CCL28的主要细胞来源。白细胞介素-4刺激可促进骨髓来源巨噬细胞表达和分泌CCL28，而低氧条件则诱导成纤维细胞产生CCL28。

CCR10⁺内皮细胞对心肌和后肢缺血的响应

缺血组织中CCR10的表达显著上调，且主要分布于内皮细胞。流式细胞术分析显示，在缺血发生后，CCR10⁺内皮细胞的比例明显增加。免疫荧光染色进一步证实CCR10在缺血组织毛细血管内皮细胞中的高表达。

CCR10⁺内皮细胞具有增强的促血管生成能力

功能实验表明，与CCR10^-内皮细胞相比，CCR10⁺内皮细胞表现出更强的增殖活性、迁移能力、成管功能和抗凋亡特性。三维球体出芽实验显示CCR10⁺内皮细胞具有更强大的出芽能力。此外，CCR10⁺内皮细胞还能抵抗过氧化氢诱导的细胞衰老，并高表达胰岛素样生长因子-1、血管内皮生长因子-A和成纤维细胞生长因子-2等促血管生成因子。

CCL28激活内皮细胞中CCR10/ERK/SOX5正反馈信号通路

机制研究表明，重组CCL28蛋白以浓度依赖性方式上调CCR10表达。RNA测序分析发现，Ccl28敲除导致内皮细胞中血管生成相关基因表达下调。进一步实验证实，CCL28通过激活ERK1/2信号通路促进SOX5表达，而SOX5可直接结合Ccr10基因启动子区域，形成正反馈调控环路。SOX5敲除可阻断CCL28诱导的血管生成促进作用。

CCL28是缺血后血运重建的必要条件

在Ccl28基因敲除小鼠中，缺血诱导的血管生成明显受损，表现为血流恢复延迟、血管密度降低和组织纤维化加重。心肌梗死模型中心脏功能恶化，梗死面积扩大，冠状动脉通透性增加。

重组CCL28蛋白促进心肌和后肢缺血中的血管生成

外源性给予重组CCL28蛋白可显著改善缺血组织的血运重建，促进血管新生，减少组织纤维化，改善心脏功能。值得注意的是，这种治疗效应在糖尿病缺血模型中也得到证实，表明CCL28具有广泛的应用前景。

CCL28的促血管生成作用依赖于CCR10⁺内皮细胞

通过AAV9-Tie1-sh-CCR10介导的内皮细胞特异性CCR10敲低，研究人员发现CCR10是CCL28发挥促血管生成作用的必要条件。内皮细胞CCR10敲低不仅本身损害血管生成，还完全阻断了重组CCL28蛋白的治疗效果。

重组CCL28蛋白改善糖尿病小鼠的血运重建障碍

在db/db糖尿病小鼠模型中，缺血组织中CCL28和CCR10表达降低，CCR10⁺内皮细胞比例减少。重组CCL28治疗可有效逆转糖尿病相关的血管生成障碍，促进缺血组织修复。

低血清CCL28水平与慢性完全闭塞患者冠状动脉侧支循环不良相关

临床研究显示，血清CCL28水平与Rentrop评分呈正相关，低CCL28水平患者侧支循环形成较差。多因素分析表明CCL28是冠状动脉侧支循环的独立预测因子，且能显著改善传统风险预测模型的效能。

本研究系统阐明了CCL28-CCR10轴在缺血性血管生成中的关键作用及其分子机制。研究发现不仅揭示了CCR10⁺内皮细胞的功能特性，还发现了CCL28通过CCR10/ERK/SOX5正反馈信号通路调控血管生成的新机制。从治疗角度看，重组CCL28蛋白在多种缺血模型（包括糖尿病并发症）中均展现显著疗效，具有重要的转化医学价值。临床研究进一步证实了CCL28的预后预测价值，为缺血性心脏病的诊断和治疗提供了新的生物标志物和治疗策略。这项发表于《Nature Communications》的研究为开发基于趋化因子的心血管疾病治疗方略奠定了坚实的理论基础和实验依据。