Группа инновационных исследований под руководством профессора Томои Ямаситы в области передовой медицинской науки в совместном исследовании с Сюнсуке Сато, директором отделения сердечно-сосудистой хирургии Христианской больницы Ёдогава, использовала анализ секвенирования одноклеточной РНК и анализ секвенирования одноядерной РНК для обнаружения эпидермального фактора роста из макрофагов в ткани левого предсердия пациентов с фибрилляцией предсердий.

Эпидермальный амфирегулин, белок, секретируемый семейством факторов роста (EGF), связывается с рецептором EGF фибробластов в качестве лиганда и участвует в фиброзе предсердий посредством профиброзных сигналов, что приводит к фибрилляции предсердий. В будущем ученые надеются разработать антифиброзные методы лечения фибрилляции предсердий на основе этих данных.

Результаты этого исследования опубликованы в журнале Communications Biology.

Мерцательная аритмия — это заболевание, при котором предсердия возбуждаются нерегулярно, вызывая аритмию, которая может привести к сердцебиению и сердечной недостаточности. Это также облегчает образование тромбов в предсердиях, увеличивая риск инфаркта мозга. В стареющем обществе заболеваемость растет, и существует острая необходимость в разработке эффективных методов лечения.

В связи с быстрым развитием технологий анализа в последние годы была разработана и привлекает внимание технология анализа секвенирования РНК отдельных клеток/ядер, позволяющая всесторонне анализировать экспрессию генов в каждой клетке ткани-мишени.

До сих пор анализ секвенирования одноклеточной РНК проводился на ткани предсердий пациентов с пороками клапанов сердца, но не было сообщений о заболеваниях сердца, вызванных одной только фибрилляцией предсердий, поскольку образцы трудно получить. Хотя было обнаружено, что воспаление глубоко вовлечено в фибрилляцию предсердий, неясно, какие иммунные клетки взаимодействуют с окружающими неиммунными клетками и участвуют в патологии.

В этом исследовании ученые использовали анализ секвенирования одноклеточной РНК для изучения иммунной фибрилляции у восьми пациентов с фибрилляцией предсердий, которые согласились на исследование среди пациентов, которым была показана торакоскопическая резекция ушка левого предсердия в больнице Йодогава. По итогам анализа макрофаги и моноциты, которые представляют собой миелоидные клетки, можно разделить на пять популяций макрофагов и три популяции моноцитов.

Кроме того, при сравнении мерцательной аритмии и нормального сердца (публично доступные данные) при фибрилляции предсердий наблюдается тенденция к увеличению количества воспалительных макрофагов, усиленно экспрессирующих IL-1β, по сравнению с нормальным сердцем, но, с другой стороны, наблюдается тенденция к увеличению количества резидентных макрофагов, обеспечивающих поддержание тканей. Наблюдалась тенденция к уменьшению количества половых макрофагов. Им также удалось получить электронно-микроскопические изображения тканевых макрофагов. Также было обнаружено, что экспрессия гена амфирегулина увеличивается в воспалительных макрофагах, которые сильно экспрессируют IL-1β при фибрилляции предсердий по сравнению с нормальным сердцем.

Неиммунные клетки проанализировали с использованием анализа секвенирования одноядерной РНК для пяти случаев фибрилляции предсердий. Исследователи идентифицировали популяцию фибробластов, которую можно разделить на пять популяций фибробластов и которая сильно экспрессирует CD9 и TIMP1, которые тесно связаны с фиброзом.

Анализ межклеточных взаимодействий между миелоидными клетками и фибробластами показал, что воспалительные макрофаги, которые сильно экспрессируют IL-1β, передают сигналы EGF фибробластам, которые тесно связаны с фиброзом. Эти результаты позволяют предположить, что при патологическом состоянии, при котором развивается и прогрессирует фибрилляция предсердий, белок амфирегулин, секретируемый иммунными клетками семейства EGF, связывается с EGFR в фибробластах в качестве лиганда, вызывая фиброз предсердий посредством профибротических сигналов.

Также используя плазму пациентов с фибрилляцией предсердий и пациентов без фибрилляции предсердий, исследователи обнаружили, что амфирегулин в крови экспрессируется только у пациентов с развитой фибрилляцией предсердий — были обнаружены пациенты с фибрилляцией предсердий, сохраняющейся более 7 дней. Эти результаты позволяют предположить, что амфирегулин может быть новым биомаркером, участвующим в прогрессировании и персистенции фибрилляции предсердий.

В этом исследовании нам впервые в мире удалось обнаружить, что воспалительные макрофаги передают профибротические сигналы фибробластам, которые связаны с фиброзом, в ткани левого предсердия пациентов с фибрилляцией предсердий. возможность того, что глин может служить функциональным биомаркером фибрилляции предсердий. В будущем есть надежда, что эти данные будут использованы для разработки методов лечения, направленных на улучшение фиброза у пациентов с фибрилляцией предсердий.

Ранее ученые сообщили об отличных итогах лечения фибрилляции предсердий.