放射性心脏损伤（RIHD）限制胸部肿瘤患者放疗剂量，影响患者生存，其发病机制有待进一步深入研究。已有研究显示Reg3β、巨噬细胞可能对心脏损伤修复具有重要影响。最近《自然》一项重要研究证实再生胰岛衍生蛋白3β（Reg3β）通过募集巨噬细胞影响缺血性心肌损伤修复。我们前期基因芯片筛选发现Reg3β在放射性纤维化心肌组织中表达升高600多倍。因此我们假设Reg3β通过募集巨噬细胞可能参与RIHD心肌修复。本研究拟利用相关动物及分子生物学实验方法，初步阐明Reg3β、巨噬细胞在RIHD心肌修复中的可能作用，为未来干预性深入研究打下基础。并分析临床胸部肿瘤患者心脏所受剂量、血清心肌标志物与其血清Reg3β之间的相关性。本研究旨在为临床干预提供潜在药物靶点。

Radiation-induced heart injury confines radiotherapy dose and survival of thoracic cancer patients, and its’ mechanisms need further study. Some studies have shown regenerating islet-derived 3β (Reg3β) and macrophages contributed to the repair of damaged heart. And a recent research published on Nature journal, indicated that myocardial healing required Reg3β-dependent accumulation of macrophages in the ischemic heart. Importantly, We found that the expression level of Reg3β increased 600 times in radiation-induced fibrosis heart tissue than normal control employing gene microarray. Hence, we predict that Reg3β may contribute to radiation-induced heart injury through recruiting macrophages into heart tissue. Our research will elucidate the possible role of Reg3β and macrophages in radiation-induced heart injury using RT-PCR, Western-blot, immunofluorescence， flow cytometry, immunomagnetic beads technique, color doppler ultrasound and other related methods. Heart radiation dose, serum myocardium markers levels and serum Reg3β level of thoracic cancer patients who accepted radiotherapy will be validated to analyze their correlation. This study aims at exploring new potential therapy target to radiation-induce heart injury.

本课题组以 RIHD 晚期纤维化为研究焦点，在复旦大学肿瘤医院小动物放疗研究平台建立了 Sprague-Dawley大鼠心脏局部照射放射性心脏损伤心肌纤维化模型。照射 6 月后 SD 大鼠心脏结构与功能观察:与对照组相比，照射组大鼠收缩期 左室后壁厚度在照射 6 月后明显变薄。经天狼猩红染色后心肌胶原纤维呈黄色，心肌细胞呈红色。在普通光学显微镜下观察可见心肌胶原纤维主要沉积于心肌 细胞间隙和心肌血管周围，照射组室间隔、左心室和右心室胶原纤维沉积明显 多于对照组。统计学分析表明，与对照组相比，照射组室间隔、左心室和右心室胶原沉积显著上升，证明大鼠心脏经照射 6 月后发生明显纤维化。HE 染色显示照射组大鼠心脏室间隔心肌 细胞排列紊乱，波型胶原纤维分布增加;右心室心外膜下炎性细胞浸润增加; 左心室心肌细胞间隔增宽。 羟脯氨酸检测分析显示，SD大鼠心脏接受单次剂量 18Gy 照射 6 月后，左心室羟脯氨酸含量照射组均值为 0.56±0.03μg/mg 湿重，对照组为 0.49±0.03μg/mg 湿重，两独立样本 t 检验分析显 示 P<0.05，照射组左心室羟脯氨酸含量显著高于对照组，与天狼猩红染色结果分析一致，提示 SD 大鼠心脏接受单次剂量 18Gy 照射后发生明显纤维化。 选取3只照射组大鼠和3只对照组大鼠纤维化左心室心肌组织，提取总RNA，进行全基因组基因芯片筛选实验 完成了晚期纤维化心肌 DNA 甲基化芯片实验。采用基因芯片高通量技术筛选出了若干在心肌纤维化期表达具有显著差异的基因并进一 步进行了转录和翻译水平验证。我们发现，在大鼠放射性心肌纤维化期，照射组再生胰岛衍生蛋白3β(regenerating islet-derived 3β，Reg3β)的基因表达水平较对照组升高近 600 多倍，此项结果直接提示 Reg3β 与放射性心脏损伤以及后期纤维化可能高度相关 。Reg3β 和巨噬细胞(M1、M2 亚型) 呈正相关，且与晚期心肌纤维化、心脏结构功能和大鼠心电变化、血清标志物和大鼠生存的相关性。