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目的:自身免疫反应是心肌炎发病的重要机制,而T辅助17(T helper 17,Th17)细胞是心脏特异性自身免疫的主要驱动因素。糖酵解是Th17细胞分化过程中必不可少的途径。磷酸甘油酸激酶1(phosphoglycerate Kinase 1,PGK1)过去被报道调控肿瘤细胞的糖酵解,但PGK1对Th17细胞及心肌炎的作用尚不清楚。本文旨在探讨PGK1是否通过代谢调控Th17细胞分化从而介导心肌炎发病。方法:单细胞测序分析评估实验性自身免疫性心肌炎(experimental autoimmune myocarditis,EAM)小鼠心脏浸润Th17细胞的糖酵解通路和基因表达。皮下注射心脏α-肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)多肽及佐剂建立EAM模型,实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-q PCR)、免疫组化和免疫荧光检测PGK1的表达和定位。给予EAM小鼠口服PGK1抑制剂NG52(100 mg/kg/d)。观察小鼠心脏外观和心脏体重比的改变。苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)和Masson染色评估小鼠心脏炎症损伤和纤维化程度。超声心动图评估小鼠心脏功能。流式细胞术检测小鼠心脏、脾脏中CD4+T、Th17、Treg等细胞的变化。RT-q PCR检测心脏组织炎症因子表达变化。分离并激活EAM小鼠CD4+T细胞,给予NG52处理,流式细胞术观察细胞活化和增殖的改变,RTq PCR检测细胞因子表达变化。分离小鼠Na?ve CD4+T细胞并诱导其向Th17分化,给予NG52处理。流式细胞术观察IL-17A+细胞比例变化,RT-q PCR检测Th17相关细胞因子和转录因子的变化。荧光葡萄糖类似物摄取实验、RT-q PCR、Seahorse糖酵解速率分析观察Th17细胞糖酵解能力的变化。免疫荧光、western blot检测PGK1与丙酮酸脱氢酶激酶1(pyruvate dehydrogenase kinase1,PDHK1)的共定位和磷酸化调控。DCFDA、mito SOX染色检测PGK1对活性氧(reactive oxygen species,ROS)的调控。N-乙酰-L-半胱氨酸(N-Acetyl-L-cysteine,NAC)与NG52共处理观察ROS清除对Th17分化的恢复作用。分离心肌炎患者CD4+T细胞,免疫荧光观察PGK1的定位。给予NG52处理,流式细胞术观察细胞活化、增殖和Th17分化的改变。结果:EAM小鼠心脏浸润的Th17细胞存在糖酵解通路的富集和PGK1的高表达。PGK1在EAM小鼠心脏组织和炎症细胞中表达增多,并定位于CD4+T和Th17细胞。口服PGK1抑制剂NG52可降低EAM小鼠的心脏/体重比(4.23±0.51 vs5.26±0.54,P<0.001 vs Vehicle),减轻心脏炎症损伤和纤维化,并提高小鼠心脏的左心室射血分数(68.00±8.82%vs 51.26±16.52%,P<0.05 vs Vehicle)和短轴缩短率(37.3±6.33%vs 26.2±9.72%,P<0.05 vs Vehicle)。口服NG52减少了EAM心脏CD4+T细胞和Th17细胞的数量和比例,并降低了心脏炎症因子的表达。口服NG52提高了脾脏幼稚CD4+T细胞的比例并降低了成熟CD4+T细胞的比例,抑制Th17细胞的发育并提高调节性T细胞的比例。NG52在体外直接抑制EAM小鼠CD4+T细胞的活化、增殖和细胞因子分泌,并直接阻碍Th17细胞的分化。机制上,NG52抑制了Th17细胞的葡萄糖摄取、糖酵解基因的表达、基础糖酵解速率和补充糖酵解速率。同时,PGK1与PDHK1在Th17细胞上共表达。NG52抑制PDHK1的磷酸化,从而促进线粒体ROS的产生。用NAC清除ROS恢复了NG52对Th17分化造成的损害。最后,NG52抑制了心肌炎患者的CD4+T细胞的活化、增殖及Th17分化。结论:PGK1高表达于EAM小鼠的Th17细胞,并通过促进糖酵解和抑制ROS生成介导Th17细胞分化,从而参与心肌炎的发病。PGK1可能成为心肌炎治疗的一个新靶点。