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研究背景与目的冠心病继发心力衰竭一直是人类健康的头号杀手之一,具有极高发病率与死亡率。自噬是真核细胞中普遍存在的降解再利用胞内物质的过程,一般认为对缺血心肌具有保护作用。而溶酶体是自噬通路的最终降解场所,溶酶体功能紊乱同时也是心力衰竭的特征之一。组织蛋白酶D（CTSD）是溶酶体最主要的蛋白水解酶之一,有研究发现其水平与心力衰竭存在相关性,但是CTSD在心力衰竭病理生理中的机制还未阐明。本研究旨在阐明心脏CTSD在心肌梗死后心力衰竭的变化并探讨该变化与心室重构和心功能的关系及潜在机制。研究方法:1.繁育并鉴定Ctsd纯合敲除(Ctsd-/-)小鼠,二维超声心动图检测其心脏病变,组织取材前腹腔注射巴氟洛霉素A1（Bafilomycin A1,BFA1）以抑制自噬小体与溶酶体的融合和降解,通过免疫蛋白印记（WB）比较心肌BFA1干预组与非干预组的自噬标志物脂化的（lipidated）微管相关蛋白轻链3（LC3-II）表达水平从而检测Ctsd-/-小鼠自噬流变化;2.WB检测缺血性心脏病和扩张型心肌病导致心力衰竭患者心脏中CTSD和其他组织蛋白酶表达变化;3.在野生型（WT）小鼠上通过结扎冠状动脉左前降支制备心肌梗死模型,手术后每周监测超声心动图观测心脏重构进程。WB、免疫荧光和RT-PCR检测梗死后心肌CTSD变化。BFA1法检测心肌梗死后自噬流的动态变化;4.在野生型小鼠和Ctsd杂合子敲除(Ctsd+/-)小鼠上制备心肌梗死模型,术后超声心动图监测并比较心脏重构进程,WB和免疫荧光检测并比较心肌CTSD变化,术后28天经颈总动脉插管检测左室血流动力学参数,Masson染色比较梗死面积,BFA1法检测并比较不同基因型心肌梗死后自噬流变化。研究结果1.与同窝其他基因型小鼠相比,24天龄Ctsd-/-小鼠出现限制性心肌病,具体表现为舒张末和收缩末左室内径缩短、左室容积及心搏量减小,但射血分数与缩短分数未见明显下降。同时,Ctsd-/-小鼠心肌中自噬小体清除受限,自噬流受损。Ctsd+/-小鼠与WT小鼠无明显差异。2.缺血性心脏病和扩张型心肌病导致的心力衰竭患者中,组织蛋白酶D的前体形式CTSD-p水平较正常组明显上升,而其他组织蛋白酶如CTSB、CTSK则未见明显变化。同样的结果还见于梗死后28天的野生型小鼠以及心肌病模型CryABR120G转基因小鼠。3.小鼠心肌梗死后至28天内,心脏出现重构与心功能恶化,表现为心腔持续扩大和射血分数降低,同时可以观测到明显上调的CTSD前体（CTSD-p）和持续激活的自噬流。4.与同样心肌梗死后28天的WT小鼠相比,Ctsd+/-小鼠未能出现上调的CTSD,同时更早出现心室扩张,Ctsd+/-表现出射血分数和缩短分数进一步下降,梗死面积增加,心肌梗死后28天的心室压力容积曲线分析发现Ctsd+/-小鼠血流动力学参数更加恶劣。此外,在Ctsd+/-小鼠上并未检测到心肌梗死后本应增加的自噬流。结论我们研究结果证实了心肌梗死诱导的心肌CTSD上调能够保护梗死后心脏重构,延缓心功能恶化,该机制的发挥可能与维持心肌自噬流有关。