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2025年5月10日,南京医科大学陈琪、贲晶晶、江斌团队在 Nature Communications(IF 14.7)在线发表了题为"Endothelial major vault protein alleviates vascularremodeling via promoting Parkin-mediated mitophagy”的文章。研究发现 MVP 是促进 Parkin 介导的线粒体自噬的细胞内调节因子,MVP/NEDD4L/Parkin 轴可作为治疗内膜增生和动脉粥样硬化的治疗靶点。
| 基因信息 | Parkin:线粒体自噬的核心调控因子 |
|---|---|
| 实验动物 | 6周龄雄性MvpECKO小鼠 |
| 病毒产品 | AAV9-ICAM2-miR30-shParkin,AAV9-sc |
| 注射方式 | 静脉注射 |
血管重塑是动脉粥样硬化、新生内膜增生等心血管疾病的核心病理过程。内皮细胞(EC)作为血管屏障,其功能损伤会触发炎症、氧化应激和细胞凋亡,最终导致血管狭窄甚至闭塞。尽管现有疗法(如降脂药和支架手术)能延缓疾病进展,但无法根治。近年来,线粒体自噬(Mitophagy)作为清除受损线粒体的关键机制,被认为是维持内皮稳态的重要靶点,但其调控网络仍不明确。主穹窿蛋白( MVP )是细胞弯窿体的主要成分,可以通过激活AKT信号传导和抑制心肌细胞凋亡来缓解阿霉素诱导的心脏功能障碍、氧化应激和纤维化,然而,MVP在内皮细胞线粒体生物学和线粒体吞噬中的功能参与尚不清楚。
首先,作者研究MVP在血管疾病中的作用,发现内皮MVP在血管疾病中上调。接下来,使用MVP缺陷的动脉粥样硬化小鼠(MvpECKOApoe−/−)来确定MVP对血管疾病的影响,发现内皮MVP缺乏会加速动脉粥样硬化的发展。进一步使用雄性小鼠缺氧诱导的肺动脉高压(PH)模型确定内皮MVP在肺血管重塑中的作用,发现内皮MVP缺乏会加重肺动脉(PA)重塑和PH。为了表征内皮MVP缺乏对动脉结扎诱导的细胞组成和表型变化的影响,对分离的相关细胞进行了单细胞RNA测序,通过聚类分析发现在新生内膜形成的背景下,内皮MVP缺乏可能促进SMC表型向软骨细胞样细胞的转变。进一步对ECs分析发现内皮MVP缺乏可能会加剧结扎诱导的内皮细胞凋亡和向成纤维样细胞的转分化、细胞外基质(ECM)重塑和SMC增殖。
鉴于内皮MVP对血管稳态的重要影响,作者研究了MVP在血管重塑早期的作用,发现MVP可能抑制小鼠血管疾病中的内皮细胞凋亡。接下来,作者探究了MVP抑制内皮细胞凋亡的机制,发现MVP敲低导致ROS产生增加,MVP可能通过抑制内皮细胞中线粒体活性氧的积累来预防细胞凋亡。通过分析MVP敲低的HUVECs中GO基因的富集,提示MVP参与自噬/线粒体自噬。MVP敲低抑制了线粒体自噬诱导剂羰基氰氯苯腙(CCCP)诱导的HUVECs、HAECs和人肺微血管内皮细胞(HLMEC)细胞质LC3B-II的上调,降低了CCCP处理的EC中线粒体自噬体和自噬溶酶体的数量。通过测量mt-Keima慢病毒转染细胞中的线粒体自噬通量,发现MVP可能促进线粒体自噬体的形成,而非促进线粒体自噬体与溶酶体的融合;此外,线粒体自噬抑制剂环孢菌素A(CsA)可以阻断MVP在HUVECs中的抗凋亡作用,证明了MVP促进内皮细胞线粒体自噬。
作者进一步探究了MVP调节线粒体自噬的分子机制,发现MVP可以与Parkin发生特异性互作,NEDD4L作为Parkin的E3连接酶发挥作用,MVP与NEDD4Ls竞争结合Parkin,从而增强Parkin的稳定性。体外进一步研究了内皮MVP-Parkin轴在线粒体自噬和凋亡中的作用,发现Parkin的过表达显著改善了MVP敲低诱导的线粒体自噬停滞;Parkin过表达还可以逆转MVP敲低所加剧的TNF-α处理细胞中裂解型Caspase3的升高,表明Parkin是EC中MVP介导的线粒体自噬的关键中介,Parkin过表达激活了自噬,并通过在体内过表达Parkin得到进一步验证。再次进行MVP过表达降低了结扎诱导的颈动脉新生内膜形成、内膜面积和内膜与中膜的比率。值得注意的是,EC中MVP的再表达降低了TUNEL染色的频率,同时LC3B和COXIV共染色的强度增加。而这些MVP再表达的影响都被EC中Parkin的敲除明显逆转。以上数据表明了内皮MVP通过促进Parkin介导的线粒体自噬和抑制细胞凋亡来缓解新生内膜增生。
本研究证明了MVP通过激活Parkin介导的内皮细胞线粒体自噬来拮抗血管重塑的作用,MVP/NEDD4L/ Parkin轴可能在预防和治疗血管疾病方面具有潜力。
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