核受体超家族（nuclear receptor superfamily）是一组配体（包括固醇类激素、维生素D、蜕化素、9-顺式和全部反式视黄酸、甲状腺激素、脂肪酸、氧化甾醇、前列腺素J2、白三烯B4、法呢醇代谢产物等）激活的转录因子家族，通过在信号分子与转录应答间建立联系，调控着细胞的生长和分化。在人类，核受体家族包含48个成员，例如PPAR、FXR、LXR、VDR、RXR等。近年来，核受体家族在代谢性疾病领域受到广泛的关注，已有研究证明，它们与糖尿病、脂肪肝等疾病的发生发展密切相关，也被称为代谢性核受体。其中，PPAR-g的激动剂噻唑烷二酮类（TZD）药物如罗格列酮能够显著改善2型糖尿病人的胰岛素敏感性。
核受体家族成员的分子由A/B，C，D，E/F四大具有不同功能的结构域组成：A/B域的N端能够接受配体非依赖的顺式激活，A/B域的C端则调节了该核受体与其他家族成员的结合从而影响核受体与DNA的结合，此外还与核受体对目标DNA的选择有关；保守的C域决定了其DNA结合活性，是核受体的特征性区域，同时影响核受体对其伴侣核受体的选择；D域为一可弯曲的铰链区，带有核定位的信息，并连接C与E两区域；E/F域能够与配体结合，二聚体化并被激活，发挥转录因子的作用调控下游靶基因转录。
细胞核内，核受体通过三种基本的作用模式调节基因转录：
1、核受体与其伴侣转录因子的二聚体受到其配体亲脂性小分子激活后结合至靶DNA的靶序列从而调节转录；
2、该二聚体受到配体激活后招募其他转录因子，通过其他转录因子与靶DNA的靶序列结合调节转录；
3、该二聚体受到细胞表面受体或CDK蛋白激酶的激活而与靶DNA的靶序列结合调节转录。
此外，最新研究发现核受体能够与胞浆蛋白发生相互作用，提示其可能具有转录因子之外的功能。
1. Deficiency of hepatocyte MR improves cardiac function and decreases infarct scar size after acute or subacute MI in mice
为了筛选参与心肝交互的核受体，作者对MI或sham小鼠的肝脏进行了转录组测序，518个差异基因中有30个转录因子，其中有3个核受体Nr1d1, Nr1d2和Nr3c2(a)。Nr3c2也就是盐皮质激素受体MR。这三个核受体在MI小鼠心脏中显著下调。由于Nr1d1和Nr1d2的下调既往被报道参与节律失衡恶化心血管疾病，而MR的下调在心血管疾病中主要起到保护作用，因此作者主要关注了MR。QPCR结果显示，MI后MR在肝脏出现最为显著的下降(b)。MR肝敲的小鼠，MI后1w，4w和8w心功能均改善，梗死面积也缩小(c-j)，提示肝脏MR的下降对MI具有保护作用。
2. Deficiency of hepatocyte MR inhibits adverse cardiac remodeling after MI in mice
MI后的心脏重塑包括心肌细胞死亡、心脏炎症、新生血管生成、心脏纤维化、心脏肥厚、可能的心室扩张/心衰等。这些都可能会影响心脏损伤修复的结局。
作者发现在敲除肝脏MR鼠中，MI后这些指标均出现改善。
3. FGF21 mediates the protection of hepatocyte MR deficiency on MI
为了探究 MI 后 HMRKO 的保护作用，作者对 LC 或 HMRKO 在 MI 或 SHAM 后1天的肝脏进行了RNAseq。和 LC + sham 相比，LC + MI 的肝脏有9个上调基因，而与 LC + MI 相比，HMRKO + MI 有4个下调基因(a)。在13个基因中，只有Fgf21编码分泌蛋白。由于此前报道FGF21在心血管疾病中发挥保护作用，作者假设MR deficiency通过FGF21减轻MI后的心脏损伤。因此作者构建了肝MR 和 Fgf21 双敲鼠(HMR/HFgf21 DKO)。结果显示与MR敲除相比，双敲鼠MI后一周心功能恶化，梗死面积增大(c-e)。MI后3天心肌死亡增加，心脏免疫细胞增加(f-h)。MI7天后心脏血管也减少(i-j)。MI后8周心功能更差，梗死面积增加(k-n)。
4. An MR-NCOR1-HDAC3 complex regulates Fgf21 expression in hepatocytes
原代肝细胞中MR的敲低可以诱导Fgf21的表达(a)。而使用Adv-flagMR在肝细胞中过表达MR后，Fgf21的表达下调(b)。在鼠 Fgf21 的启动子区，作者鉴定出六个 putative MR response elements (MREs) (regions 1 - 6, 或 R1 - R6) (c)。接着作者通过截短突变找到了MR结合于Fgf21启动子区的位点(d, e)，并通过ChIP做了验证(f, g)。
随后作者探究了参与MR介导Fgf21表达的transcriptional regulation complex。敲低或抑制组蛋白去乙酰酶3(HDAC3)促进FGF21的表达，减弱了MR的转录活性（之前文献报道的吗？）。核受体辅抑制剂1 (NCOR1)通常招募HDACs去发挥基因表达抑制功能，提示MR可能可以与NCOR1 和 HDAC3 形成复合体对Fgf21发挥抑制功能。
Co-IP实验证明了原代肝细胞中MR, NCOR1和HDAC3的互做(h-j)。接着作者探究了肝细胞中MR-NCOR1-HDAC3 complex对Fgf21表达的调控。使用Adv-flagMR过表达MR可以降低原代肝细胞中的Fgf21的表达，而该现象可以被si-NCOR1 si-或 HDAC3 所逆转(k-n)。单独敲低NCOR1 和 HDAC3 也可以引起 Fgf21 表达增加(k-n)。Collectively, these results showed that MR inhibited Fgf21 expression through interactions with NCOR1 and HDAC3 in hepatocytes.
5. Spironolactone ameliorates adverse cardiac remodeling after MI through hepatic FGF21
为了探究MR/FGF21轴的临床相关性，作者探究了spironolactone螺内酯（MR antagonist，常用于心衰治疗）是否通过FGF21发挥心血管保护作用。作者首先比对了MI引起的心衰患者中30例使用和30例未使用螺内酯的患者，发现Spl治疗组的血浆FGF21水平显著升高(a)。且FGF21水平与患者EF正相关(b)。
随后作者探究了螺内酯对MI后Fgf21KO鼠的治疗效果。发现与normal diet (ND)相比，spironolactone diet (SD) 小鼠显著升高了对照小鼠外周血FGF21的水平，但在Fgf21KO鼠中，该现象消失(c)。HFgf21KO显著减弱了SD改善心功能、缩小梗死面积的作用(d-g)，SD减轻纤维化，抑制心脏肥大、减轻心衰的作用在HFgf21KO鼠中也被逆转(h-k)。然而，作者发现也发现SD 可以改善MI后 HFgf21KO 鼠的心脏重塑，提示HFgf21KO并不能完全抑制螺内酯的功能(d-k)。These data further demonstrated that spironolactone ameliorated MI-induced cardiac dysfunction and adverse cardiac
remodeling partially through hepatic FGF21.
6. Hepatic IL-6 signaling suppresses MR expression and is crucial for cardioprotection after MI in mice
接着作者探究了MI后调控肝脏MR/FGF21轴的上游分子。作者对MI后12h的c15小鼠肝脏组织进行了RNAseq，发现炎症反应出现显著增强(a)，其中IL6/JAK/STAT3信号通路显著富集(b)。因此作者推测IL6/STAT3信号通路调控肝脏MR/FGF21轴发挥心脏保护作用。作者构建了肝Il6受体敲除鼠(HIl6rKO) 和肝 MR/Il6 受体双敲鼠 (HMR/HIl6r DKO)。超声和马松结果显示HIl6rKO鼠在MI 1周后心功能显著更差，梗死面积更大(c-f)，心肌细胞凋亡、白细胞浸润和促炎因子表达也更重(g-i)，心生血管更少(j-k)，梗死后8轴的信心功能也更差，梗死面积更大(l-o)。而HMR/HIl6r DKO双敲鼠心梗后的表型与HIl6rKO相比出现了显著改善，提示IL6是MR的上游。
7. STAT3 signaling in hepatocytes suppresses MR expression and improves cardioprotection after MI in mice
同样的，作者构建了肝脏Stat3 敲除鼠 (HStat3KO) 和肝脏 MR/Stat3 双敲鼠(HMR/HStat3 DKO)，同上面IL6受体敲除鼠一样做了心梗后的表型检测，证明了STAT3也是MR的上游。
In summary, we uncover a heart-liver cross-talk mechanism after MI. Inflammatory factor IL-6 triggers liver response to MI at the early stage by activating IL-6/STAT3 signaling in the liver. The IL-6/STAT3 signaling suppresses the expression of MR, which, in turn, negatively regulates FGF21 expression through forming a complex with NCOR1 and HDAC3 in hepatocytes. The decrease of MR or blockade of MR by spironolactone promotes the expression of FGF21, which exerts cardioprotective roles in an endocrine manner (Fig. 7N)
