阻断EP3通过Smurf2介导的Smad7泛素化抑制TGF-β1-Smad2/3信号通路减轻心脏纤维化

背景：持续的β-肾上腺素能激活诱导心脏纤维化，其特征是活化的心脏成纤维细胞（CFs）分泌的细胞外基质（ECM）过度沉积。前列腺素E2（PGE2）是花生四烯酸主要的环氧合酶代谢产物，通过激活四种G蛋白偶联受体（包括E型前列腺素受体1–4，EP1–EP4）发挥重要生物学作用。本研究旨在探讨EP3受体在异丙肾上腺素（ISO）诱导的心脏纤维化中的作用。方法：为阐明EP3在心脏纤维化中的作用，对全身EP3基因敲除小鼠（EP3−/−）以及基于LoxP-Cre系统的CF特异性EP3基因敲除小鼠（EP3cKO）或心肌细胞（CM）特异性EP3基因敲除小鼠（EP3mKO）皮下注射ISO[5 mg/(kg·d)]持续7天以建立心脏纤维化模型。同时，使用EP3激动剂硫前列酮和EP3拮抗剂DG041、L798106阐明潜在机制。最后，在心脏纤维化背景下评估EP3拮抗剂DG041的治疗潜力。结果：超声心动图检测显示EP3−/−和EP3cKO小鼠的心脏舒张功能均显著改善。组织学染色显示EP3−/−和EP3cKO（而非EP3mKO）小鼠ISO诱导的CF活化和ECM蓄积显著减轻。进一步研究发现EP3在CFs而非CMs中高表达。抑制CFs中的EP3可抑制转化生长因子-β1（TGF-β1）触发的Smad2/3磷酸化及ECM蛋白产生。机制上，阻断CFs中的EP3激活了磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）通路，促进Smad泛素化调节因子2（Smurf2）的降解，进而抑制抑制性Smad——Smad7的泛素化，导致Smad7蛋白水平升高。此外，给予EP3拮抗剂DG041可显著改善ISO诱导的心脏舒张功能障碍和纤维化。结论：本研究表明CF-EP3参与β-肾上腺素能激活诱导的心脏纤维化，靶向EP3是治疗心脏纤维化的潜在治疗策略。