心脏成纤维细胞中的Desmoplakin突变通过Beclin-1调控经TGFβ1介导在Desmoplakin心肌病中引起病理性纤维化

背景：病理性纤维化是心血管疾病的主要表现，可导致心律失常和心力衰竭。桥粒基因突变可导致致心律失常性心肌病。在致心律失常性心肌病中，致病性DSP（desmoplakin）变异引起一种独特的心肌病，其特征是过度的心脏纤维化，并可先于心室功能障碍出现。DSP变异还与其他纤维化疾病相关。DSP是否在病理性纤维化中发挥任何作用仍不清楚。方法：间充质基质细胞（MSC）是常驻的成纤维细胞样细胞，负责包括心脏在内的大多数器官的纤维化。我们首先使用RNA-seq全基因组分析，从正常供体和患有致心律失常性心肌病及DSP突变的患者中生成心脏成纤维细胞样、诱导多能干细胞来源的MSC。然后，我们使用Western/Co-IP、自噬测定、基因敲低/过表达、基因组分析、小鼠DSP敲低模型、免疫染色和qPCR研究了心脏MSC对TGFβ1（转化生长因子β1）的纤维化反应。结果：与正常MSC相比，TGFβ1在DSP突变MSC中诱导VIM（vimentin）/纤维状胶原的过度积累和纤维化基因的过度激活。在正常MSC中，TGFβ1后的正常纤维化过程中VIM与野生型DSP结合。DSP突变MSC表现出单倍剂量不足表型，DSP未结合的VIM增加，这些VIM隔离BECN1（beclin-1），使其无法激活自噬和CAV1（caveolin-1）介导的内吞作用。自噬减少导致胶原积累，CAV1内吞减少导致异常的CAV1斑块形成，在TGFβ1后通过增强的p38活性过度激活纤维化基因（COL1A1、COL3A1和fibronectin [FN]）。全基因组分析和小鼠成纤维细胞中的DSP敲低证实了DSP突变在病理性纤维化中的这一新作用。过表达DSP的VIM结合结构域可通过增加胶原自噬降解和降低纤维化基因表达来抑制病理性纤维化。结论：我们的数据揭示，MSC/成纤维细胞中的DSP缺陷通过减少BECN1用于自噬和CAV1内吞的可用性，导致DSP心肌病中过度纤维化。过表达DSP的VIM结合结构域可能是治疗病理性纤维化的一种新策略。