背景：
右心室（RV）衰竭在肺动脉高压（PAH）中的病理概念主要集中在微血管系统的关键性损失上。然而，先前研究的方法并未考虑心脏组织的三维（3D）特性，导致准确的量化变得困难。我们应用深层组织成像技术，对压力过载的右心室进行研究，以揭示微血管网络的三维特性，并确定微血管适应不足是否导致右心室衰竭。

方法：
从进行肺动脉束带（PAB）或解除PAB手术的小鼠中获得250微米厚的心脏切片，使用3D成像和量化方法评估右心室微血管网络的特性。对比了在肺动脉高压时进行心脏移植的人类心脏组织与右心室功能正常的对照组组织。我们通过纵向3D评估，详细分析了PAB小鼠心脏的微血管重构情况，以及重构过程中微血管与心肌细胞的相互作用。为了验证这些发现的普遍性，我们还分析了来自肺动脉高压患者的心脏组织样本，特别关注微血管密度和结构的变化。

结果：
对PAB小鼠心脏的纵向3D评估发现复杂的微血管重构特征，包括迂回、短粗、分支较多的血管，且总体微血管密度得以保存。在解除PAB的小鼠中，这种重构过程是可逆的，右心室功能会随时间恢复。重构的微血管紧密包裹肥大的心肌细胞，以适应右心室压力过载，即使在终末期右心室衰竭中也能保持稳定的与心肌细胞的接触表面。然而，在有间质纤维化的区域，微血管-心肌细胞接触受到损害，心肌细胞显示出缺氧的迹象。

与PAB小鼠相似，终末期肺动脉高压患者的右心室微血管密度得以保存，不同病因导致的微血管结构变化有所不同，患有肺静脉闭塞病的患者表现出缺乏微血管复杂性，只有均匀短的血管段。特别是在那些有显著纤维化的区域，微血管与心肌细胞的接触受损，这表明纤维化在微血管功能障碍和心肌细胞缺氧中起着关键作用。

讨论：
这些发现表明，尽管在压力过载条件下，右心室的微血管密度总体上得以保存，但其结构和功能发生了显著变化。这些变化似乎是对压力过载的一种适应性反应，通过增加微血管的表面积以确保心肌细胞获得足够的血液供应。然而，在某些病理条件下，如间质纤维化，这种适应机制可能会被破坏，导致心肌细胞的缺氧和功能障碍。

我们的研究还表明，肺动脉高压患者的微血管变化与疾病的病因密切相关。特别是，患有肺静脉闭塞病的患者显示出微血管结构的显著简化，这可能与这些患者特有的病理过程有关。这些发现为进一步研究不同类型肺动脉高压患者的微血管变化提供了基础，也为开发针对性治疗策略提供了新的思路。

结论：
对PAB小鼠、肺动脉高压大鼠及肺动脉高压患者的衰竭右心室进行的3D深层组织成像揭示了复杂的微血管变化，以保存微血管密度并维持稳定的微血管-心肌细胞接触。我们的研究提供了一个新的框架来理解压力过载右心室中的微血管适应，重点在于细胞间的相互作用，超越了毛细血管稀疏的概念。这些发现不仅加深了我们对右心室衰竭机制的理解，也为未来的治疗干预提供了新的方向。通过进一步研究和优化这些适应性机制，有望改善肺动脉高压患者的预后和生活质量。

参考文献：

Ichimura K, Boehm M, Andruska AM, Zhang F, Schimmel K, Bonham S, Kabiri A, Kheyfets VO, Ichimura S, Reddy S, Mao Y, Zhang T, Wang G, Santana EJ, Tian X, Essafri I, Vinh R, Tian W, Nicolls MR, Yajima S, Shudo Y, MacArthur JW, Woo YJ, Metzger RJ, Spiekerkoetter E. 3D Imaging Reveals Complex Microvascular Remodeling in the Right Ventricle in Pulmonary Hypertension. Circ Res. 2024 May 21. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.123.323546. Epub ahead of print. PMID: 38770652.