靶向内源性溶菌酶2（Lyz2）通过调控远端损伤信号促进非再生心脏快速功能恢复

　　为解决心肌梗死后心脏修复难题，研究人员聚焦于非心肌细胞——心内膜细胞（eECs）中的溶菌酶2（Lyz2），发现局部损伤可触发远端区域Lyz2异常高表达，通过增强溶酶体降解能力介导细胞外基质（ECM）破坏；Lyz2敲除（KO）或药物抑制溶酶体功能可减少硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）降解，保护心肌细胞（CMs）免于凋亡，促进非再生心脏快速功能恢复，为心脏损伤修复提供了新靶点。

　　

成年哺乳动物心脏缺乏再生能力，心肌梗死（MI）后损伤区域通常被纤维化瘢痕取代，导致心脏功能下降甚至心力衰竭。目前大多数研究集中于心肌细胞（CM）增殖和梗死区（IZs）的修复机制，但对远离损伤部位的“远端区域”（remote zones）的损伤响应了解甚少，这限制了对心脏整体修复过程的认识和有效治疗策略的开发。

近期，Fan等人在《Cell Stem Cell》发表的研究，将视野扩展到整个心脏，发现局部心脏损伤可触发远端区域心内膜细胞（endocardial cells, eECs）中溶菌酶2（lysozyme 2, Lyz2）的异常高表达。Lyz2传统上被认为是髓系细胞标志物，具有杀菌功能，但本研究揭示其在心脏损伤响应中作为溶酶体降解能力的正向调节因子，介导细胞外基质（extracellular matrix, ECM）的病理性降解。通过基因敲除（KO）或药物抑制溶酶体功能，可减少硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（heparan sulfate proteoglycan, HSPG）的降解，保护心肌细胞免于凋亡，从而促进非再生心脏的快速功能恢复。

为开展此项研究，研究人员运用了多项关键技术：空间转录组学（Spatial Transcriptomics, ST）分析小鼠心脏损伤模型，单细胞RNA测序（scRNA-seq）解析细胞类型特异性响应，免疫荧光染色定位LYZ2蛋白表达，人诱导多能干细胞（iPSC）分化的心内膜样细胞（hEnLCs）和心肌细胞（iCMs）构建体外共培养模型模拟心内膜-心肌空间结构，以及小鼠心肌梗死（LAD-MI）模型进行体内功能验证。此外，还采用了溶酶体活性检测、细胞凋亡测定、超声心动图评估心功能、组织学分析纤维化和糖胺聚糖（GAG）分布等关键技术。

研究结果

局部损伤诱导远端区域Lyz2异常高表达

通过空间转录组学（ST）分析顶端切除（AR）损伤模型，研究者在再生心脏（P1手术）的切除顶端和左心室内膜远端区域（LVEZs）均发现了一个损伤诱导的Lyz2+细胞簇。该簇细胞高表达心内膜标志物Npr3，低表达炎症指标Ccl6，且不同于梗死区的细胞类型。免疫荧光染色证实LYZ2蛋白与NPR3共定位于心内膜细胞，而非巨噬细胞（CD68阴性）。单细胞转录组分析进一步揭示，损伤可诱导多种非心肌细胞（如成纤维细胞、平滑肌细胞、心内膜细胞）中Lyz2表达上调，且在非再生心脏（P7手术）中表达更持久。

Lyz2是损伤触发的溶酶体降解能力正向调节因子

体外实验表明，过表达LYZ2可增强人源心内膜样细胞（hEnLCs）的溶酶体数量（Lysotracker染色）和降解能力（DQ-BSA降解实验），且LYZ2表达水平与溶酶体活性和降解能力呈正相关。利用多柔比星处理的心肌细胞条件培养基模拟间接损伤，可诱导小鼠原代心内膜细胞（mpEndoCs）中LYZ2表达上调，并伴随HSPG降解增加；而Lyz2敲低（KD）则能逆转HSPG的降解，表明Lyz2通过增强溶酶体降解能力介导ECM破坏。

抑制人LYZ功能可保护相邻心肌细胞

在模拟人心内膜-心肌空间结构的共培养模型中，敲低LYZ或使用溶酶体降解抑制剂（CA-074Me和apilimod）处理hEnLCs，可显著增加HSPG水平，降低共培养心肌细胞的凋亡（CC3染色和LDH释放减少），表明抑制LYZ2功能可通过保护ECM完整性间接保护心肌细胞。

Lyz2敲除抑制ECM降解并促进心功能恢复

在成年小鼠心肌梗死（LAD-MI）模型中，Lyz2 KO心脏在损伤后显示心内膜区域HSPG水平升高、心肌细胞凋亡减少、溶酶体标志物LAPTM5信号降低。组织学分析表明KO心脏远端区域更大，GAG信号更强，瘢痕形成减少。超声心动图显示KO小鼠心功能（射血分数）在损伤后1周内即显著改善，并持续至28天，表明Lyz2缺失可促进快速功能恢复。

药物抑制溶酶体降解同样具有心脏保护作用

联合使用CA-074Me（CTSB抑制剂）和apilimod（PIKFYVE抑制剂）处理心肌梗死小鼠，可再现Lyz2 KO的表型：心内膜HSPG水平升高、心肌细胞凋亡减少、心功能改善和纤维化减轻。这为临床转化提供了可能的药理策略。

结论与讨论

本研究首次揭示了Lyz2在心脏损伤响应中的新功能：作为远端损伤信号的关键介质，通过增强心内膜细胞的溶酶体降解能力，加剧ECM破坏（如HSPG降解），从而促进心肌细胞凋亡和心脏功能恶化。抑制Lyz2功能（基因或药物手段）可保护ECM完整性，减少细胞凋亡，显著改善非再生心脏的功能恢复。这一发现不仅拓宽了对心脏损伤修复机制的理解，将关注点从局部梗死区扩展到远端非心肌细胞，还为心脏疾病的治疗提供了新靶点——针对心内膜细胞的损伤响应而非心肌细胞自身。

值得注意的是，溶酶体抑制剂apilimod作为临床阶段药物，已用于其他疾病（如COVID-19）的临床试验，其安全性数据有望加速其在心脏病治疗中的转化应用。未来研究可进一步探索Lyz2上游调控机制（如ERK/STAT3通路）及其在其他组织损伤修复中的潜在作用，为广泛的组织修复策略提供启示。

研究的局限性在于难以在体内完全区分心内膜细胞特异性效应，且需关注溶酶体/自噬通路调控的潜在副作用。但总体而言，该项工作通过多维度、多模型验证，充分证明了靶向远端损伤响应在促进心脏修复中的重要意义。