J Extracell Vesicles : 新揭示！胞外囊泡包裹的miR-421抑制空气污染(PM2.5)所致的心功能障碍

环境中的细颗粒物(PM2.5，空气动力学直径≤2.5μm)在过去几年成为空气污染的主要原因。随着空气质量的改善，持续污染天气逐渐减少，尽管北方冬季出现了突发性的急性污染。然而，很少有研究研究PM2.5暴露对相对短期污染的影响和生物学机制。

短期PM2.5暴露对人体的危害不容忽视。越来越多的证据表明，急性或亚急性PM2.5暴露会增加所有相关疾病的住院率和死亡率，特别是心血管疾病。

通过环境PM2.5造成的空气污染是对公众健康的一大威胁，因为它与心肺损伤的住院、发病率和死亡率增加有关。然而，PM2.5所致心血管疾病中肺损伤的潜在介质尚不完全清楚。

图片来源: https://doi.org/10.1002/jev2.12222

近日，来自上海大学附属南通医院的研究者们在J Extracell Vesicles 杂志上发表了题为“Extracellular vesicles enclosed-miR-421 suppresses air pollution(PM2.5)-induced cardiac dysfunction via ACE signalling”的文章，该研究表明，PM2.5暴露促进了肺损伤后SEV相关miR-421的释放，从而通过抑制ACE2参与了PM2.5诱导的心功能障碍。

为探讨PM2.5暴露对心脏和肺脏的影响，研究者分别进行了体内气管内滴注、体外器官培养和体外培养人支气管上皮细胞(BEAS-2B)的实验。研究者收集暴露的BEAS-2B上清液处理原代乳鼠心肌细胞(NRCM)。在气管内注入PM2.5后，亚急性PM2.5暴露导致心功能障碍，这是时间依赖的继发于小鼠肺损伤，从而表明肺和心脏之间的串扰可能通过细胞外小泡(SEV)介导。

研究者从PM2.5暴露的小鼠血清和BEAS-2B上清液中分离出SEV，以分析SEV亚群对PM2.5的响应。干涉反射成像传感分析(SP-IRIS)显示PM2.5使CD63/CD81/CD9阳性颗粒增多。研究结果表明，含有miR-421的呼吸系统来源的SEV与PM2.5暴露后的心功能障碍有关。AAV9-miR421-海绵抑制miR-421可明显逆转PM2.5诱导的小鼠心功能不全。

研究者发现心脏血管紧张素转换酶2(ACE2)是sEVmiR421的下游靶点，可诱导心肌细胞凋亡和心功能不全。此外，研究者观察到GW4869 (sEV释放抑制剂)或DIZE (ACE2的激活剂)治疗可减轻pm2.5诱导的心脏功能障碍。

在体PM2.5暴露后，心功能障碍继发于肺损伤和串扰

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综上所述，该研究首次揭示了心功能障碍是肺损伤的继发性疾病，并且在短期内对PM2.5暴露的小鼠具有时间依赖性。这些对PM2.5的反应似乎是由SEV诱导的肺和心脏之间的串扰所调节的。呼吸系统来源的SEV含有miR-421，抑制心脏ACE2的表达，导致心肌细胞凋亡和心功能不全。注射GW4869或DZE可减轻PM2.5所致的心功能不全。该研究将有助于了解环境PM2.5和CVD发生的机制，并为空气污染相关疾病的治疗干预提供潜在的新方向。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Hongyun Wang et al. Extracellular vesicles enclosed-miR-421 suppresses air pollution (PM 2.5 )-induced cardiac dysfunction via ACE2 signalling. J Extracell Vesicles. 2022 May;11(5):e12222. doi: 10.1002/jev2.12222.