［本站(zhàn)訊］近日，山東大學齊魯醫院絡病理(lǐ)論創新(xīn)轉化(huà)全國重點實驗室在心血管重構的機制研究中取得系列新(xīn)進展，在Nature子(zǐ)刊Nature Communications（中科院1區，最新(xīn)影響因子(zǐ)16.6）、國際期刊Advanced science（中科院1區，最新(xīn)影響因子(zǐ)15.1）、國際期刊Autophagy（中科院1區，最新(xīn)影響因子(zǐ)13.3）發表系列論文，進一(yī)步闡明了(le)心血管重構的分(fēn)子(zǐ)機制。
流行病學研究顯示，高血壓是我國動脈粥樣硬化(huà)性心血管病發生(shēng)和發展的首要危險因素。在高血壓的已知病理(lǐ)生(shēng)理(lǐ)機制中，血管内皮功能(néng)異常是關鍵的起始因素，也(yě)是高血壓大血管和微血管病變的前奏。血管緊張素轉化(huà)酶（ACEI）類藥物已成爲治療高血壓的基石，傳統觀點認爲，ACEI通過抑制血管緊張素II（AngII）的生(shēng)成和抑制緩激肽的降解而發揮藥理(lǐ)作(zuò)用。齊魯醫院心血管内科張文程教授團隊近期研究發現，ACEI通過内皮細胞中轉錄因子(zǐ)Sp1/Sp3發揮促血管新(xīn)生(shēng)的作(zuò)用(Nat Commun.2023;14(1):731)。然而，ACEI是否改善血管内皮功能(néng)異常及其機制尚不明了(le)。轉錄因子(zǐ)Sp1/Sp3在哺乳動物的各類細胞中廣泛表達，Sp1/Sp3基因敲除小鼠均表現出心血管發育異常。該課題組發現，在高血壓患者和AngII誘導的高血壓小鼠模型的動脈内皮細胞中，Sp1/Sp3的表達量顯著降低(dī)。因此，課題組構建了(le)他莫昔芬誘導的内皮細胞特異性Sp1/Sp3基因雙敲小鼠，發現從7周齡起，基因敲除小鼠的血壓升高，腸系膜動脈的血管張力實驗證實，基因敲除小鼠的内皮依賴性血管舒張功能(néng)顯著下(xià)降，至40周齡時，基因敲除小鼠出現了(le)顯著的心髒肥大和心功能(néng)障礙。課題組通過深入研究，發現Sp1/Sp3可結合于AMPKα1和 AMPKα2的啓動子(zǐ)區域并促進其轉錄。實驗表明，Sp1/Sp3敲除導緻AMPKα1和 AMPKα2表達降低(dī)，小窩蛋白Caveolin-1表達升高，從而結合eNOS并抑制其活性，導緻血管内皮功能(néng)異常和高血壓。其後，課題組利用ACEI類藥物卡托普利治療基因敲除小鼠，發現與對照組小鼠相比，在生(shēng)理(lǐ)狀态和AngII誘導的高血壓模型中，卡托普利均無法改善Sp1/Sp3敲除所導緻的高血壓和血管内皮功能(néng)異常，說明Sp1/Sp3很可能(néng)介導了(le)卡托普利的藥理(lǐ)作(zuò)用。體内和體外實驗表明，卡托普利可不依賴于緩激肽而直接激活緩激肽B1受體，上(shàng)調Sp1/Sp3表達。進一(yī)步研究發現，卡托普利通過HDAC1 使Sp1/Sp3去乙酰化(huà)并抑制其泛素化(huà)降解，從而導緻下(xià)遊通路(lù)激活。總之，本研究發現Sp1/Sp3通過調控AMPKα1/α2轉錄來維持正常血管内皮功能(néng)和血壓穩定，闡明了(le)卡托普利通過緩激肽B1受體上(shàng)調Sp1/Sp3的分(fēn)子(zǐ)機制，爲治療高血壓和血管内皮功能(néng)異常提供了(le)新(xīn)的靶點，同時也(yě)爲探索ACEI的藥理(lǐ)學新(xīn)機制提供了(le)思路(lù)。該研究近日發表于Nature Communications，山東大學齊魯醫院心血管内科博士後呂翰林和普通外科姜秀新(xīn)爲論文共同第一(yī)作(zuò)者，張文程教授爲論文的通訊作(zuò)者，山東大學齊魯醫院爲論文的第一(yī)和通訊作(zuò)者單位。
心髒重構是幾乎所有心血管疾病的共同病理(lǐ)改變，可導緻心功能(néng)異常，增加心力衰竭的發病率和死亡率。缺血性心髒病和心肌梗死（MI）所緻的心力衰竭仍是全球的主要死因。在心髒細胞中，成纖維細胞（CFs）的數量最多，在細胞外基質（ECM）功能(néng)的調節中起重要作(zuò)用。研究表明，在MI早期的炎症和壞死階段，及時和适當限制炎症程度和持續時間可改善MI晚期增殖和纖維化(huà)階段的心肌愈合質量。NF-κB抑制因子(zǐ)（NKRF）是由X染色體上(shàng)的基因編碼的轉錄抑制因子(zǐ)，在多種疾病中發揮了(le)保護作(zuò)用。然而，NKRF在心肌梗死後心髒重構發生(shēng)發展以及心髒成纖維細胞功能(néng)調節中的作(zuò)用和機制不明。齊魯醫院心血管内科張澄教授和張猛教授團隊發現，在心肌梗死小鼠模型的梗死邊緣區的CFs中，NKRF的表達顯著減少。同樣，在高血壓小鼠模型纖維化(huà)心髒組織的CFs中，也(yě)發現NKRF表達明顯降低(dī)。這提示，CFs中NKRF在病理(lǐ)性心髒重構中可能(néng)發揮重要作(zuò)用。體外實驗表明，炎症因子(zǐ)TNFα顯著抑制CFs中NKRF的表達。爲了(le)明确CFs中NKRF在心肌梗死後心室重構中的作(zuò)用，該課題組構建了(le)CFs特異性NKRF基因敲除小鼠（NKRF-CKO），并給予NKRF-CKO和同窩對照小鼠（NKRFF/F）心肌梗死手術或假手術處理(lǐ)。結果顯示，與NKRFF/F鼠相比，NKRF-CKO小鼠的左室内徑、梗死面積、梗死邊緣區MMP2和MMP9表達以及心重/體重比增大、左室功能(néng)和生(shēng)存率降低(dī)。體外實驗證實，NKRF顯著抑制了(le)TNFα誘導的MMP2和MMP9的表達以及CFs的遷移和侵襲。此外，RIP和mRNA半衰期實驗證實，NKRF明顯抑制了(le)TNFα和MI誘導的mRNA穩定蛋白HuR的表達，進而抑制了(le)MMP2和MMP9 mRNA的穩定性。爲了(le)進一(yī)步明确NKRF如(rú)何調控HuR的表達，課題組在HuR啓動子(zǐ)區域發現了(le)與NRE（negative regulatory element）有相似序列的一(yī)段堿基，通過删減NRE序列，利用雙熒光素酶報告基因、CHIP、IF共定位及Co-IP技術，證明了(le)NKRF通過NF-κB依賴性機制與HuR啓動子(zǐ)NRE序列結合，從而抑制HuR的轉錄。體外實驗表明，NKRF過表達可抑制MMP2和MMP9表達以及CFs的遷移和侵襲，而在過表達NKRF基礎上(shàng)進一(yī)步過表達HuR則可明顯逆轉NKRF的上(shàng)述有益作(zuò)用。體内實驗發現，HuR敲低(dī)明顯挽救了(le)NKRF-CKO小鼠MI後惡化(huà)的左室内徑和功能(néng)等上(shàng)述測量指标。爲了(le)進一(yī)步探索NKRF在MI後左室重構中的潛在治療作(zuò)用，課題組在C57BL/6J小鼠尾靜脈中注射了(le)AAV-Nkrf，結果顯示，NKRF過表達顯著改善了(le)MI後惡化(huà)的左室内徑和功能(néng)等上(shàng)述測量指标，而通過尾靜脈注射AAV-HuR促使HuR過表達則顯著逆轉了(le)NKRF對上(shàng)述測量指标的改善。總之，該研究發現了(le)NKRF在心肌梗死後左室重構中的重要作(zuò)用和機制，爲預防和治療MI後心髒重構提供新(xīn)的潛在治療靶點。該研究發表于國際權威期刊Advanced Science，山東大學齊魯醫院心血管内科博士研究生(shēng)郭成虎是論文的第一(yī)作(zuò)者，張澄教授、張猛教授和孔靜博士爲論文的共同通訊作(zuò)者。山東大學齊魯醫院爲論文的第一(yī)和通訊作(zuò)者單位。
溶酶體（lysosome）是真核細胞發揮降解功能(néng)最主要的細胞器(qì)，可降解由内吞或自噬等途徑輸送到溶酶體的多種生(shēng)物大分(fēn)子(zǐ)和損傷的細胞器(qì)。此外，溶酶體在細胞的營養感知、信号轉導、基因表達調控、細胞死亡、質膜修複、抗原加工和提呈以及細胞器(qì)質量控制等過程中發揮着重要作(zuò)用。溶酶體的功能(néng)異常與多種疾病密切相關。溶酶體相關膜蛋白2（LAMP2）是溶酶體中含量豐富的一(yī)種膜蛋白，對溶酶體結構和功能(néng)的維持起到重要作(zuò)用。Lamp2基因經選擇性剪切後翻譯可形成三種蛋白亞型：LAMP2A、LAMP2B和LAMP2C，三種亞型的結構和功能(néng)均不同，并分(fēn)别參與了(le)不同的病理(lǐ)生(shēng)理(lǐ)過程。深入研究LAMP2及三種蛋白亞型的功能(néng)有助于揭示自噬—溶酶體系統與人(rén)類疾病的關系。近年來，齊魯醫院心血管内科陳文強教授、呂慧霞教授和張猛教授團隊在自噬研究領域中取得了(le)多項重要成果，論文發表在Circ Res、Autophagy、Theranostics、Cell Death Dis等著名期刊。在此基礎上(shàng)，該團隊深入分(fēn)析和系統總結了(le)LAMP2的國内外研究，首次闡述了(le)LAMP2A、LAMP2B和LAMP2C三種蛋白亞型的結構、分(fēn)布和功能(néng)特點，分(fēn)析了(le)三種亞型在心血管疾病、衰老、神經退行性疾病、代謝性疾病、免疫性疾病和腫瘤等多種疾病發生(shēng)和發展中的關鍵作(zuò)用，提出了(le)通過靶向LAMP2A防治心血管疾病的新(xīn)策略，并展望了(le)該領域未來的發展方向。作(zuò)者根據最新(xīn)的研究成果描繪了(le)三種蛋白亞型在脊椎動物進化(huà)過程中的演變，提出了(le)LAMP2A依賴的分(fēn)子(zǐ)伴侶介導的自噬（CMA）出現在脊椎動物進化(huà)的早期，且爲脊椎動物所特有的創新(xīn)性觀點。基于三種蛋白亞型氨基酸序列中的不同功能(néng)域，作(zuò)者提出了(le)未來需要探討(tǎo)的研究方法學。該綜述發表于自噬領域國際權威期刊Autophagy，山東大學齊魯醫院心血管内科醫師喬磊、碩士研究生(shēng)胡嘉怡和邱筱涵爲該文章的共同第一(yī)作(zuò)者，陳文強教授、呂慧霞教授和張猛教授爲共同通訊作(zuò)者。山東大學齊魯醫院爲論文的第一(yī)和通訊作(zuò)者單位。
原文鏈接：
1.Endothelial Sp1/Sp3 are essential to the effect of captopril on blood pressure in male mice
2.NKRF in Cardiac Fibroblasts Protects against Cardiac Remodeling Post-Myocardial Infarction via Human Antigen R
3.LAMP2A, LAMP2B and LAMP2C: similar structures, divergent roles
