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针对上述问题，哈尔滨医科大学附属第二医院房绍红/于波团队首次揭示了免疫相关 GTP 酶家族成员 Irgm1 在心肌梗死（心梗）后心脏修复过程中的关键作用，为改善心梗患者的预后给予了新的潜在治疗靶点。Irgm1顺利获得调控中性粒细胞的清除与胞葬作用来促进MI后的心脏修复，并发现LOC14可能成为一种潜在的治疗药物，用于改善MI后的心脏功能，尤其是在Irgm1缺失的情况下。该文章于2026年2月25日以《Irgm1 Improves Postinfarction Cardiac Repair by Promoting Neutrophil Clearance and Efferocytosis》为题发表于《Advanced Science》（Doi:10.1002/advs.202514863）。

方案1. Irgm1介导的中性粒细胞清除与巨噬细胞胞葬作用机制示意图

（1）IRGM表达上调与MI后预后指标改善相关

研究团队顺利获得Human Protein Atlas数据库发现IRGM在粒细胞中高表达。临床验证显示，MI患者中性粒细胞中IRGM mRNA（图1A）和蛋白（图1B,C）均显著上调；小鼠MI模型中，心脏组织（图1D,F）和外周血中性粒细胞（图1E,F）的Irgm1蛋白在MI后24h和72h显著升高。临床分析显示，中性粒细胞IRGM mRNA与血浆NT-proBNP呈显著负相关（r=-0.8306, p<0.0001）（图1G），IRGM高表达患者血浆CRP、IL-6、IL-1β（图1H）、cTnI、CK-MB和MB水平显著更低（图1I,J）。生物信息学分析显示MI后心脏中性粒细胞Irgm1显著上调（图1K）。免疫荧光显示Irgm1在MI后72h与Ly6G显著共定位，而与cTnI、CD31或α-SMA几乎无共定位（图1L）；外周血中性粒细胞Irgm1 mRNA（图1M）和蛋白在MI后24h和72h均显著高于PBMC，且与MPO和NE共定位。MI血清刺激可上调中性粒细胞Irgm1蛋白。综上，IRGM/Irgm1在中性粒细胞中特异性上调，与改善MI预后相关。

图1. MI后中性粒细胞中IRGM上调与预后指标相关。A) MI患者与健康对照中性粒细胞IRGM mRNA表达（n=5/组；Mann–Whitney U检验）；B,C) IRGM蛋白Western blot及定量（n=6/组）；D–F) 小鼠假手术或MI后心脏组织/中性粒细胞Irgm1表达及定量（n=6/组）；G) IRGM与NT-proBNP相关性（n=33；Spearman相关）；H–J) IRGM>中位数与≤中位数患者血浆CRP、cTnI、CK-MB比较（n=15–19/组；Mann–Whitney U检验）；K) 心脏中性粒细胞Irgm1表达小提琴图；L) MI后72h心脏Irgm1免疫荧光（比例尺=20μm）；M) MI后中性粒细胞和PBMC中Irgm1 mRNA（n=5/组）。数据为均值±SD。**p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001。ns表示无显著性差异。

（2）中性粒细胞特异性Irgm1缺失加重心肌损伤与功能障碍

为探究Irgm1在MI后心脏修复中的作用，研究团队构建了中性粒细胞特异性Irgm1敲除小鼠（Irgm1-cKO）。基因型鉴定、qPCR和Western blot证实中性粒细胞中靶基因成功敲除，PBMC中表达不变；两组小鼠血细胞计数、中性粒细胞形态、行为、体大小、脾脏、胸腺、体重、基线心脏结构和功能及假手术后心脏大小和纤维化均无显著差异。MI后28天，Irgm1-cKO小鼠生存率显著低于WT小鼠（图2A,B），MI后30h血清肌钙蛋白水平显著升高（图2C）；超声心动图显示心脏功能恶化，射血分数（EF）和缩短分数（FS）降低（图2D-F），左心室内径（LVIDS）和左心室舒张末期容积（LVEDV）增加（图2G,H），提示更严重的左心室扩张。MI后1天两组梗死瘢痕大小无差异，但MI后3天和28天Irgm1-cKO小鼠梗死瘢痕显著更大（图2I,J），TTC染色证实MI后3天心肌梗死面积更大（图2K,L），Masson三色染色显示MI后28天心肌瘢痕显著增大（图2M,N）。这些结果表明中性粒细胞Irgm1缺失加重MI后心脏功能障碍、心肌缺血损伤和纤维化，促进不良心脏重塑。

图2.中性粒细胞特异性Irgm1缺失加重MI后心脏功能障碍并促进不良心脏重塑。A) 实验流程示意图；B) MI后28天生存率（n=26/组，Log-rank检验）；C) MI后30h血清cTnI水平（n=5/组）；D) MI后超声心动图代表性图像；E–H) MI后0–28天EF、FS、LVIDS、LVEDV分析（n=10/组；双因素ANOVA）；I,J) 梗死大小估算（n=10/组）；K,L) MI后3天TTC染色及定量（n=5/组），比例尺=1mm；M,N) MI后28天Masson三色染色及纤维化定量（n=5/组），比例尺=1mm。数据为均值±SD。***p<0.001, ****p<0.0001。

（3）中性粒细胞特异性Irgm1敲除抑制MI后心脏修复

TUNEL染色显示Irgm1-cKO小鼠MI后3天梗死边缘区心肌细胞凋亡加重。免疫荧光显示MI后7天Irgm1缺失导致边缘区Col3a1和Col1a1表达增加，梗死区Col3a1降低；α-SMA阳性肌成纤维细胞显著增加，微血管密度降低；促纤维化基因上调而Arg1 mRNA降低（图S3C-N），提示Irgm1缺失损害血管生成、加重凋亡并加速纤维化。H&E染色显示Irgm1-cKO小鼠梗死区炎症细胞密度更高，中性粒细胞显著增加（图3A），Ly6G免疫组化证实中性粒细胞浸润增加（图3B,C）；MI后24h和72h两组巨噬细胞数量无差异（图3D-F），24h两组Ly6G+中性粒细胞招募无差异（图3G,H），但48h和72h Irgm1-cKO组中性粒细胞计数显著高于WT（图3G,I,J），表明Irgm1缺失影响中性粒细胞消退。MI后3天Irgm1-cKO组促炎因子TNFα、IFNγ、IL-6升高，IL-10降低（图3K），形成促炎环境（图3L）；Arg-1阳性巨噬细胞减少（图3M,N），7天IL-6仍升高（图3O），提示炎症消退延迟。

图3. 中性粒细胞Irgm1特异性缺失抑制MI后心脏炎症消退。A) MI后3天H&E染色，比例尺=50μm/500μm；B,C) Ly6G免疫组化及定量（n=5/组），比例尺=50μm；D–F) CD68免疫荧光及定量（n=5/组），比例尺=20μm；G–J) Ly6G免疫荧光及定量（n=5/组），比例尺=20μm；K) 血浆细胞因子Luminex检测（n=5/组）；L) 促炎/抗炎基因mRNA（n=5/组）；M,N) Arg-1+巨噬细胞免疫荧光及定量（n=5/组），比例尺=20μm；O) IL-6 mRNA（n=5/组）。数据为均值±SD。***p<0.001, ****p<0.0001。ns表示无显著性差异。

（4）中性粒细胞特异性Irgm1缺失延迟MI后心脏浸润中性粒细胞清除

进一步探究MI后中性粒细胞招募和浸润：MI后24h内心脏中性粒细胞招募达峰（图4A,B），外周血计数趋势相似（图4C,D），骨髓数量先降后恢复（图4E,F）。MI后24h Irgm1-cKO与WT小鼠心脏、血液或骨髓中性粒细胞数量无差异（图4B,D,F），提示Irgm1不影响AMI期间中性粒细胞生成或mobilization；但MI后48h、72h和7天心脏中性粒细胞数量存在显著差异（图4B），提示Irgm1缺失损害心脏中性粒细胞清除。功能评估显示，Irgm1缺失不改变LFA-1或Mac-1表达（图4G），亦不影响中性粒细胞与内皮细胞黏附（图4H）。Irgm1缺陷小鼠胞葬作用显著减少（图4I,J），体外显示胞葬巨噬细胞数量和指数降低，促炎标志物增加，抗炎标志物降低；重组Irgm1蛋白可促进胞葬并恢复抗炎表型。两组单核细胞/巨噬细胞招募无差异。综上，Irgm1缺失不影响粒细胞生成、发育或初始招募，但损害中性粒细胞清除。

图4.中性粒细胞特异性Irgm1缺失导致MI后心脏中性粒细胞清除延迟。A–F) MI后不同时间点心脏中性粒细胞流式分析（A,C,E）及定量（B,D,F）（n=5/组；双因素ANOVA）；G) LFA-1和Mac-1表达Western blot；H) 中性粒细胞静态黏附分析（n=5/组）；I) CD68+巨噬细胞与NE+中性粒细胞共定位免疫荧光，比例尺=20μm；J) 胞葬作用定量（n=5/组）。数据为均值±SD。*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001。ns表示无显著性差异。

（5）中性粒细胞特异性Irgm1缺失顺利获得Caspase-3通路延迟中性粒细胞清除

凋亡中性粒细胞顺利获得胞葬作用清除以抑制炎症并促进组织修复。MI后3天TUNEL染色显示Irgm1-cKO小鼠中性粒细胞凋亡显著低于WT小鼠，流式细胞术证实MI后2天Irgm1-cKO梗死区Ly6G+A5+中性粒细胞百分比显著降低。过继转移实验显示，CFSE标记的Irgm1-cKO中性粒细胞注入MI WT小鼠后24h，CFSE+细胞数量显著高于WT组，证明Irgm1缺失导致体内中性粒细胞死亡延迟、存活增强。体外实验显示，PtdSer暴露是早期凋亡标志和关键"eat-me"信号；LPS刺激16h后WT中性粒细胞abundant PtdSer暴露，Irgm1-cKO显著减少（图5A,B）。PI和Lact共染色显示WT组多数表现PtdSer暴露并进展为晚期凋亡，Irgm1-cKO多数PI阳性但无PtdSer暴露，健康中性粒细胞比例显著增加、PtdSer暴露率显著降低（图5C-F）；台盼蓝染色显示Irgm1-cKO组健康中性粒细胞显著多于WT组，死亡中性粒细胞显著少于WT组（图5G-I）。机制上，PLA未检测到Irgm1与PtdSer直接结合；免疫印迹显示LPS刺激后Irgm1-cKO中性粒细胞cleaved caspase-3显著降低（图5J,K），caspase-3激活剂Raptinal部分促进PtdSer暴露和胞葬作用（图5L,M），抑制剂Z-DEVD-FMK显著减少PtdSer暴露和胞葬作用（图5N,O）。综上，Irgm1缺失顺利获得抑制caspase-3信号通路延迟中性粒细胞清除并延长其寿命。

图5. 中性粒细胞特异性Irgm1缺失顺利获得caspase-3通路抑制PtdSer暴露和胞葬作用。A,B) FITC-Lact PtdSer暴露染色及定量（n=5/组），比例尺=10μm；C,D) FITC-Lact/PI共染色，比例尺=2μm/20μm；E,F) 健康及PtdSer暴露中性粒细胞百分比（n=4/组）；G) 台盼蓝染色，比例尺=200μm；H,I) 健康及死亡中性粒细胞计数（n=5/组）；J,K) cleaved caspase-3 Western blot及定量（n=5/组）；L–O) Raptinal或Z-DEVD-FMK处理后PtdSer暴露、胞葬作用定量（n=5/组），比例尺=10μm。数据为均值±SD。*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001。ns表示无显著性差异。

（6）Irgm1顺利获得与PDIA3相互作用诱导其降解促进中性粒细胞清除

为探究Irgm1如何调控PtdSer暴露和胞葬作用，IP-MS鉴定Irgm1相互作用蛋白（图6A），鉴定PDIA3为潜在相互作用蛋白（图6B）；RNA-seq显示PDIA3靶基因表达无变化（图6C,D），但蛋白水平显著增加（图6E,F），提示Irgm1参与PDIA3转录后调控。分子对接显示两蛋白可形成稳定氢键（图6G），免疫荧光证实共定位（图6H），Co-IP显示两者strongly共免疫沉淀（图6I,J），PLA证实胞质中存在显著相互作用（图6K）。HL-60细胞实验显示IRGM敲低导致PDIA3表达增加，过表达则降低（图6L-N），且不影响mRNA（图6O,P），表明Irgm1负调控PDIA3蛋白水平。机制上，放线菌酮实验显示Irgm1缺失延长PDIA3半衰期；MG132不阻断而bafilomycin A1抑制其降解，提示依赖自噬而非蛋白酶体途径（图6Q），ATG5缺失时IRGM无法降解PDIA3（图6R）。功能上，TEM显示LPS处理后WT中性粒细胞ER肿胀、结构紊乱，Irgm1-cKO则肿胀不明显，GRP78表达降低，提示Irgm1缺失抑制ER应激；LOC14处理部分恢复ER应激并促进PtdSer暴露和胞葬作用恢复。综上，Irgm1顺利获得与PDIA3相互作用调控ER应激并促进中性粒细胞清除。

图6. Irgm1与PDIA3相互作用介导其降解。A) IP-MS和RNA-seq实验设计示意图；B) MS鉴定潜在Irgm1相互作用蛋白；C) PDIA3表达箱线图（n=3/组）；D) PDIA3 mRNA（n=5/组）；E,F) PDIA3 Western blot及定量（n=5/组）；G) 蛋白autodocking；H) 免疫荧光及共定位分析，比例尺=2μm；I,J) Co-IP Western blot；K) PLA检测，比例尺=10μm；L–N) HL-60细胞PDIA3表达及定量（n=4–6/组）；O,P) PDIA3 mRNA（n=5/组）；Q) MG132/Bafilomycin A1处理Western blot（n=5/组）；R) ATG5-siRNA转染HEK293T细胞Western blot。数据为均值±SD。****p<0.0001。ns表示无显著性差异。

（7）Irgm1-PDIA3轴顺利获得ER应激/NFκB/Caspase-3通路延迟中性粒细胞清除和胞葬作用

探究Irgm1-PDIA3轴下游信号通路，RNA-seq和DEGs通路分析显示NFκB信号与Irgm1敲除strongly相关，基因本体富集分析显示NFκB信号正调控与caspase-3相关，GSEA显示Irgm1缺失后NFκB信号显著下调，提示ER应激/NFκB/caspase-3轴在Irgm1-PDIA3轴介导的PtdSer暴露中发挥关键作用。验证显示，LPS刺激后WT中性粒细胞P65核转位，Irgm1-cKO该转位显著减弱，且PDIA3表达显著升高，ER应激标志物（GRP78和ATF6）、p-P65和cleaved caspase-3水平降低。HL-60细胞IRGM过表达显著降低PDIA3，同时增加ER应激标志物、p-P65和cleaved caspase-3；4-PBA抑制ER应激降低上述标志物，并显著抑制PtdSer暴露和胞葬作用。综上，Irgm1-PDIA3轴激活ER应激/NFκB/caspase-3信号通路促进中性粒细胞清除。

（8）LOC14补充改善MI后心脏修复和心脏功能

尽管中性粒细胞Irgm1-PDIA3轴在MI后发挥关键作用，但缺乏靶向Irgm1的药理学抑制剂，因此评估PDIA3抑制剂LOC14的治疗潜力。MI后陆续在7天给予WT和Irgm1-cKO小鼠LOC14（图7A），Irgm1-cKO小鼠ER应激水平部分恢复；与WT相比，Irgm1-cKO生存率呈降低趋势，LOC14处理后该差异无统计学意义（图7B）。Irgm1-cKO心脏功能低于WT，表现为EF和FS降低（图7C-E），LOC14处理后两组心脏功能均显著改善，Irgm1-cKO组改善更显著，且降低左心室容积和内径（图7F,G）。TTC染色显示MI后3天Irgm1-cKO梗死面积更大，LOC14显著降低两组梗死面积（图7H）；Masson三色染色显示MI后14天Irgm1-cKO纤维化瘢痕更大，LOC14降低两组纤维化面积（图7I,J）；免疫荧光显示Irgm1-cKO胞葬作用降低，LOC14改善两组胞葬（图7K）。Irgm1-cKO心脏纤维化基因表达升高，修复表型基因降低（图7L-O），LOC14处理后纤维化基因降低，修复基因增强。假手术小鼠LOC14处理后心脏功能无变化，心肌组织结构正常，提示LOC14对MI病理状态具有特异性治疗潜力，尤其对Irgm1缺陷个体。

图7. LOC14给药消除Irgm1缺失MI后的有害效应。A) 实验策略；B) MI后14天生存率（n=17–25/组；Log-rank检验）；C) 超声心动图代表性图像；D–G) EF、FS、LVIDD、LVEDV分析（n=8/组；双因素ANOVA）；H) MI后3天TTC染色及定量（n=5/组），比例尺=1mm；I,J) MI后14天Masson三色染色及纤维化定量（n=5/组），比例尺=500μm；K) CD68+巨噬细胞与NE+共定位免疫荧光及定量（n=5/组），比例尺=20μm；L–O) 心脏纤维化和修复相关基因mRNA（n=5/组）。数据为均值±SD。*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001。