山东大学泰山学者Nature子刊新文章

近日来自美国俄克拉荷马大学和山东大学的研究人员在国际权威学术杂志《Nature Medicine》上发表了题为“Activation of AMP-activated protein kinase α2 by nicotine instigates formation of abdominal aortic aneurysms in mice in vivo”的论文，解析了吸烟与腹主动脉瘤（AAA）之间的因果联系和分子机制。

　　

生物通报道  近日来自美国俄克拉荷马大学健康科学中心和山东大学的研究人员在国际权威学术杂志《自然医学》（Nature Medicine）上发表了题为“Activation of AMP-activated protein kinase α2 by nicotine instigates formation of abdominal aortic aneurysms in mice in vivo”的论文，解析了吸烟与腹主动脉瘤（AAA）之间的因果联系和分子机制。

领导这一研究的是美国俄克拉荷马大学终身教授、山东大学“泰山学者”特聘专家邹明辉（Ming-Hui Zou）。邹明辉教授主要从事多种心血管疾病（如缺血再灌注损伤，动脉粥样硬化，高血压，高胆固醇血症，糖尿病相关的血管综合症等）的发病机制研究。因其取得的突出研究成果曾荣获美国心脏学会国内科学家发展计划奖、美国心脏学会国内科学家独立研究奖、国际青少年糖尿病基金会独立研究奖、美国心脏学会Irivne H. Page动脉粥样硬化研究奖等。2011年被中共山东省委组织部聘为山东省人民政府心血管内科学岗位“泰山学者”特聘专家（教授）。

腹主动脉瘤，属于动脉扩张性疾病，是动脉瘤最常见的一种。近些年，我国腹主动脉瘤的发病率呈现上升的趋势。有统计数据显示，在65岁以上的老年人中，腹主动脉瘤的发病率约为8．8％。而且，有很多患者会在无任何症状的情况下突然发生动脉瘤破裂，这类瘤体破裂的患者死亡率可达90％以上。因此，医学界也把腹主动脉瘤叫做人体内的“定时炸弹”。 高血压、心血管病和吸烟都是导致该病的主要原因。

在这篇文章中，研究人员通过体内实验发现载脂蛋白E（apoE）敲除(Apoe−/−)小鼠以及apoE和腺苷单磷酸活化蛋白激酶α1(AMPK-α1)亚基双缺失的小鼠(Apoe−/−; Prkaa1−/−小鼠)中急性注入血管紧张素II (AngII)或香烟烟雾中的主要成分尼古丁可显著增高腹主动脉瘤的发病率。与之相反，apoE和AMPK-α2缺失 (Apoe−/−; Prkaa2−/− mice)则可消除尼古丁或血管紧张素II在小鼠体内触发腹主动脉瘤。

在进一步的机制研究中，研究人员在培养的血管平滑肌细胞(VSMCs)中证实尼古丁和血管紧张素（(AngII)）均是通过激活AMPK-α2而引起激活蛋白2α (AP-2α)磷酸化，促使基质金属蛋白酶2(MMP2)基因表达从而促使腹主动脉瘤发生的。

新研究结果表明香烟成分中的尼古丁可通过在血管平滑肌细胞中促进AMPK-α2介导AP-2α依赖性的MMP2表达从而诱使主动脉瘤发生，从而清楚地从分子水平上揭示了吸烟与腹主动脉瘤之间的因果联系。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Activation of AMP-activated protein kinase α2 by nicotine instigates formation of abdominal aortic aneurysms in mice in vivo

Smoking is the only modifiable risk factor that is associated with the development, expansion and rupture of abdominal aortic aneurysm (AAA). However, the causative link between cigarette smoke and AAA is unknown. Here we report a causative link between smoking and AAA in vivo. Acute infusion of angiotensin II (AngII) or nicotine, a major component of cigarette smoke, markedly increased the incidence of AAA in apolipoprotein E (apoE) knockout (Apoe−/−) mice and in mice deficient in both apoE and the AMP-activated kinase α1 subunit (AMPK-α1) (Apoe−/−; Prkaa1−/− mice). In contrast, genetic deletion of AMPK-α2 (Apoe−/−; Prkaa2−/− mice) ablated nicotine- or AngII-triggered AAA in vivo. Mechanistically, we found that both nicotine and AngII activated AMPK-α2 in cultured vascular smooth muscle cells (VSMCs), resulting in the phosphorylation of activator protein 2α (AP-2α) and consequent matrix metallopeptidase 2 (MMP2) gene expression. We conclude that smoking (through nicotine) instigates AAA through AMPK-α2–mediated AP-2α–dependent MMP2 expression in VSMCs.

作者简介：

邹明辉教授

先后在法国Paul-Sabatier大学药理学系以及德国康斯坦茨大学生物化学系荣获博士学位，现为美国俄克拉荷马大学医学院终身教授、血管生物学研究主任、Travis特聘讲座教授, Warran 糖尿病特聘讲座教授。曾荣获美国心脏学会国内科学家发展计划奖 (Science Development Award of AHA)、美国心脏学会国内科学家独立研究奖(National Established Investigator Award of AHA)、国际青少年糖尿病基金会独立研究奖、美国心脏学会Irivne H. Page动脉粥样硬化研究奖等。现为美国心脏学会会员、美国心脏学会“血管细胞生物学与分子生物学”部会员、美国NIH 血管细胞学与分子生物学专家审核小组成员、美国NIH血管细胞学与分子生物学（VCMB）专家审核小组成员、中国香港研究基金会专家审核小组成员、国家自然科学基金会专家审核成员等。获得过多项美国NIH基金支持，经费总计达2100万美元。主要从事多种心血管疾病（如缺血再灌注损伤，动脉粥样硬化，高血压，高胆固醇血症，糖尿病相关的血管综合症等）的发病机制研究。例如，揭示超氧阴离子O2•－和过氧化亚硝基阴离子ONOO－在心血管疾病发生发展过程中的病理作用；证实了蛋白激酶B(Akt)-蛋白磷酸化酶PTEN是氧化物的靶分子；揭示了5’-AMP激活的蛋白激酶的信号转导通路；证实了二甲双胍可以介导AMPK的激活，二甲双胍是通过激活AMP依赖的蛋白激酶而发挥其作用的。在国际著名杂志Circulation、J. Clin. Invest.、Diabetes 、Atherosclerosis, Vascular Biology, and Thrombosis. 、J. Biol. Chem.等国际学术期刊发表学术论文80余篇。