MLN4924通过增强自噬和调控代谢表型抑制巨噬细胞泡沫化:动脉粥样硬化治疗新机制

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Lipids in Health and Disease 4.2

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  本研究针对动脉粥样硬化(AS)治疗中他汀类药物局限性及泡沫细胞形成机制问题,开展了MLN4924(NEDD8活化酶抑制剂)调控巨噬细胞泡沫化作用的主题研究。结果表明:MLN4924通过抑制清道夫受体(CD36/SR-A1等)表达、促进胆固醇外流转运体(ABCA1/ABCG1)表达,并增强自噬流抑制细胞衰老,最终阻断泡沫细胞形成。其机制涉及抑制AKT/GSK-3β通路和重塑代谢表型,为AS治疗提供了新靶点。

  
心血管疾病至今仍是全球健康的头号杀手,而动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)正是其背后的主要病理基础。尽管他汀类药物能有效降低低密度脂蛋白(LDL)胆固醇,但仍无法避免约70%的动脉粥样硬化事件的发生,且伴随肌肉毒性、肝损伤及糖尿病风险等副作用。因此,开发新型抗AS药物迫在眉睫。
在动脉粥样硬化斑块微环境中,巨噬细胞通过清道夫受体(如CD36和SR-A1)大量内吞氧化低密度脂蛋白(ox-LDL),转变为充满脂质的泡沫细胞,这一过程是AS早期发展的关键标志。同时,细胞自噬功能障碍和细胞衰老也被证实加速疾病进展。MLN4924作为一种新型NEDD8活化酶(NAE)小分子抑制剂,已在肿瘤治疗中显示潜力,近年研究发现其还具有抗炎、促进自噬及抑制细胞衰老的作用,但其在AS中的作用尚未明确。为此,邢磊、布宇等研究人员在《Lipids in Health and Disease》上发表论文,系统探究了MLN4924是否可通过调控自噬和代谢表型抑制巨噬细胞泡沫化,从而为AS治疗提供新思路。
研究主要采用以下关键技术方法:使用人单核细胞系THP-1诱导分化的巨噬细胞,通过CCK-8法检测细胞活性,油红O染色和Dil-ox-LDL吞噬实验评估泡沫细胞形成和脂质摄取;细胞衰老通过β-半乳糖苷酶染色检测;采用免疫荧光、Western blot和RT-qPCR分析自噬和关键基因蛋白表达;利用RNA测序(RNA-seq)和非靶向代谢组学(LC-MS技术)分别解析转录组和代谢组变化;并通过通路抑制剂(氯喹、巴佛洛霉素A1、SC-79)进行机制验证。
MLN4924抑制泡沫细胞形成
研究人员发现,MLN4924在浓度不超过1μM时对巨噬细胞活力无显著影响,但可显著减少ox-LDL诱导的脂质积聚和泡沫细胞形成。
MLN4924抑制巨噬细胞对ox-LDL的摄取
研究显示,MLN4924处理显著抑制巨噬细胞对Dil-ox-LDL的摄取,下调清道夫受体CD36、SR-A1、SR-B1和LOX-1的mRNA和蛋白表达,同时促进胆固醇外流蛋白ABCA1和ABCG1的表达。此外,MLN4924还抑制了ox-LDL诱导的PPARγ上调,后者是多种清道夫受体的转录因子。
MLN4924缓解巨噬细胞衰老并降低SASP相关因子表达
细胞衰老在AS发展中起重要作用。β-半乳糖苷酶染色结果表明,MLN4924有效抑制ox-LDL诱导的巨噬细胞衰老。MLN4924还降低衰老相关分泌表型(SASP)因子IL-6、MCP-1、IL-1α和TNF-α的mRNA水平,并抑制磷酸化p53(p-p53)及p21蛋白表达,从而延缓细胞衰老进程。
MLN4924增强巨噬细胞自噬
自噬激活是MLN4924作用的核心机制。研究发现,MLN4924促进自噬标志蛋白LC3II的积累并降低p62蛋白表达。使用自噬抑制剂氯喹(CQ)或巴佛洛霉素A1(BafA1)处理后,MLN4924对SASP因子表达、细胞衰老及泡沫细胞形成的抑制效应被显著逆转,证实其作用依赖于自噬流的增强。
RNA-seq揭示MLN4924调控巨噬细胞转录组
通过RNA测序分析,共发现3042个差异表达基因(DEGs),其中1576个上调(如ABCA1、APOA1),1466个下调(如CD36、PPARγ、p53)。GO和KEGG富集分析表明,这些基因显著富集于细胞分化、凋亡、脂质代谢过程和炎症反应,以及PI3K-AKT、MAPK等信号通路。Western blot验证MLN4924抑制AKT(在T308和S473位点)和GSK-3β的磷酸化。使用AKT激活剂SC-79可逆转MLN4924对PPARγ、CD36和SR-A1的抑制作用,表明MLN4924通过抑制AKT信号通路发挥调控作用。而MAPK通路中的p38磷酸化水平未受显著影响。
MLN4924调控巨噬细胞的代谢表型
非靶向代谢组学分析显示,MLN4924处理引起巨噬细胞代谢物谱显著改变,正负离子模式下分别鉴定出1474和1458个差异代谢物。PCA和PLS-DA分析表明组间分离明显,提示MLN4924可重塑细胞代谢状态,这可能与其调控脂质代谢和炎症过程相关。
研究结论与讨论
本研究首次证实MLN4924通过增强自噬、抑制AKT/GSK-3β通路激活、下调清道夫受体表达和细胞衰老,显著抑制巨噬细胞泡沫化。多组学整合分析(转录组与代谢组)进一步揭示其调控代谢表型与基因表达的协同机制。这些发现不仅深化了对AS发病机制的理解,也为MLN4924作为潜在抗AS药物提供了临床前证据。尤其值得关注的是,MLN4924已进入多种肿瘤的临床试验,其安全性数据积累可能加速其在心血管领域的应用转化。未来研究可进一步探索MLN4924在动物模型及临床样本中的抗AS效果,为心血管疾病治疗开辟新的药物干预策略。
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