Circulation：哈佛医学院陈鸿团队发现抑制动脉粥样硬化中内皮-间质转变的关键机制
时间：2023-01-05 15:00:53 热度：37.1℃ 作者：网络
动脉粥样硬化是最具挑战性的血管疾病之一，它与心脏病和中风有因果关系。通常，该疾病涉及多种细胞类型，包括内皮细胞(endothelial cell，ECs)、血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)、免疫细胞等。动脉粥样硬化的主要病理特征之一是动脉斑块的堆积，可从简单的脂肪条纹发展为复杂的病变，可减少血流或破裂，导致血栓形成和缺血性心血管事件。
Epsins是一种广泛表达的连接蛋白，参与调控质膜受体复合物的内吞作用，从而促进其降解以影响EC信号通路。之前的报道显示，epsins促进内皮细胞和巨噬细胞的动脉粥样硬化。然而，潜在的分子机制尚未完全确定。
2023年1月2日，哈佛医学院陈鸿课题组在Circulation 杂志在线发表题为“Targeting Epsins to Inhibit Fibroblast Growth Factor Signaling While Potentiating Transforming Growth Factor-β Signaling Constrains Endothelial-to-Mesenchymal Transition in Atherosclerosis”的研究论文，该研究表明epsins通过成纤维细胞生长因子受体-1的内化和降解增加转化生长因子-β信号通路，从而增强动脉粥样硬化过程中的内皮-间充质转化。总之，这项研究表明通过减少epsin-成纤维细胞生长因子受体-1与治疗肽的相互作用来抑制内皮-间充质转化可能是动脉粥样硬化的一种新的治疗策略。
慢性血管炎症是动脉粥样硬化的标志，并诱导内皮-间充质转化(endothelial-to-mesenchymal transition，EndoMT)。在EndoMT过程中，VSMCs或间充质干细胞样标志物如α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin，αSMA)、SM22α、胶原1a、纤维连接蛋白和N -钙粘蛋白在ECs中表达。这一过程被认为允许非平滑肌细胞(smooth muscle cell，SMC)来源的细胞间充质转化，能够维持病变稳定性指标;然而，当动脉粥样硬化发展到更晚期时，这种暂时的保护就失去了，可能是因为与晚期病变相关的炎症增加了。此外，其他研究表明，EndoMT会加剧动脉粥样硬化中的血管炎症。
众所周知，转化生长因子-β (transforming growth factor-，TGF-β)信号是EndoMT的主要驱动因素，而干扰剪应力和细胞因子是TGF-β信号最常见的激活调节剂。相反，成纤维细胞生长因子受体-1 (factor receptor-1，FGFR1)信号通路被认为是一种抑制TGF-β通路的内源性抑制剂。通过使用细胞特异性标记物染色支持的内皮谱系追踪方法，EndoMT与多种心血管和代谢疾病有关，包括动脉粥样硬化、肥胖、高血压、高脂血症和糖尿病。因此，EndoMT被认为是治疗血管疾病(包括动脉粥样硬化)的靶点。
Epsins是一种广泛表达的连接蛋白，参与调控质膜受体复合物的内吞作用，从而促进其降解以影响EC信号通路。利用epsin突变小鼠模型，研究人员发现这些蛋白通过与泛素化膜受体结合来调节Notch、血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR) 2和VEGFR3，从而从生理或病理上调节胚胎发生、血管生成和淋巴管生成中的细胞功能。之前的报道显示，epsins促进内皮细胞和巨噬细胞的动脉粥样硬化。
在Apoe−/−动脉粥样硬化小鼠模型中，ECs中epsin的缺失通过稳定肌醇1,4,5-三磷酸受体1型降解和通过TLR2/429钝化炎症信号通路来减弱动脉粥样硬化，这表明epsins通过调节炎症信号通路来促进动脉粥样硬化。巨噬细胞缺陷的epsins也通过与LRP-1(低密度脂蛋白受体相关蛋白1)结合来增加泡泡细胞作用来减少动脉粥样硬化。巨噬细胞中epsins的缺失减少了促炎M1巨噬细胞，增加了抗炎M2巨噬细胞。这些观察结果表明，epsins通过调节炎症促进动脉粥样硬化。
在这项研究中，通过单细胞RNA测序结合分子、细胞和生化分析，研究人员在Apoe−/−和谱系追踪/前蛋白转化酶枯草菌素/可新9型丝氨酸蛋白酶(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 serine protease，PCSK9)突变病毒诱导的动脉粥样硬化小鼠模型中研究了epsins在刺激EndoMT中的作用，并在Apoe−/−小鼠中评估针对动脉粥样硬化斑块的合成肽的治疗效果。
单细胞RNA测序和谱系追踪显示，epsins 1和2促进EndoMT，内皮细胞epsins的缺失抑制了体外和动脉粥样硬化小鼠中EndoMT标记物的表达和转化生长因子-β信号，这与Apoe−/−小鼠模型中较小的病变有关。
图1. scRNA-seq分析显示epsins是EndoMT所必需的（图源自Circulation ）
从机制上讲，内皮细胞epsins的缺失导致成纤维细胞生长因子受体-1表达增加，从而抑制转化生长因子-β信号通路和EndoMT。epsins通过它们的泛素互作基序(ubiquitin-interacting motif，UIM)直接结合泛素化的成纤维细胞生长因子受体-1，从而导致该受体复合物的内吞作用和降解。因此，合成一种含泛素相互作用基序肽动脉粥样硬化的泛素互作基序肽抑制剂可以显著减弱EndoMT和动脉粥样硬化的进展。
图2. 在Apoe−/−小鼠模型中，API给药可抑制EndoMT和动脉粥样硬化（图源自Circulation ）
综上所述，该研究表明epsins是EndoMT所必需的，并且内皮中这些蛋白质的损失通过抑制该受体复合物的降解允许持续的FGFR1信号通路来减少EndoMT。在Apoe−/−和PCSK9突变病毒诱导的动脉粥样硬化模型中，该研究证明了阻断epsin-FGFR1相互作用的有效性，特别是在动脉粥样硬化中，使用靶向epsin 泛素互作基序肽来抑制EndoMT和动脉粥样硬化进展，从而提供了一种对抗这种疾病的新方法。
原文链接：
https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.122.063075
