细胞外RNA：腹主动脉瘤的新型分子驱动因子与治疗靶点

《Scientific Reports》：Extracellular RNA as a molecular driver and therapeutic target in abdominal aortic aneurysms

本研究针对腹主动脉瘤（AAA）缺乏有效药物治疗的临床困境，创新性地探讨了细胞外核酸分子的作用。研究人员通过对比分析患者样本和两种小鼠模型，发现系统性RNase A（核糖核酸酶A）降解细胞外RNA（exRNA）可显著延缓已形成动脉瘤的进展，其机制涉及炎症调节和组织重塑的多效性作用，为AAA治疗提供了新策略。

　　

腹主动脉瘤（Abdominal Aortic Aneurysm, AAA）是一种潜伏性强、危险性高的血管疾病，犹如体内的一颗"不定时炸弹"。随着主动脉壁的异常扩张，患者往往毫无症状，但一旦破裂，死亡率极高。目前，临床上除了手术干预外，缺乏有效的药物治疗方案来延缓或阻止AAA的进展。这种治疗空白促使科学家们不断探索AAA发生发展的分子机制，寻找新的治疗靶点。

近年来，细胞外核酸分子——特别是细胞外DNA（extracellular DNA, exDNA）和细胞外RNA（extracellular RNA, exRNA）——在心血管疾病中的作用逐渐引起关注。这些分子在细胞损伤或应激时释放到细胞外空间，作为损伤相关分子模式（Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs）激活免疫反应，促进炎症进程。在AAA的复杂病理环境中，慢性的炎症反应、细胞外基质的降解和血管平滑肌细胞（Smooth Muscle Cell, SMC）的丢失是核心特征，但exDNA和exRNA在其中扮演的具体角色，以及它们能否成为治疗靶点，仍有待阐明。

为了回答这些问题，维也纳医科大学的研究团队在《Scientific Reports》上发表了他们的最新研究成果。他们设计了一项系统性的研究，旨在比较exDNA和exRNA在AAA患者和小鼠模型中的变化，并评估通过核酸酶降解这些分子对已形成动脉瘤的治疗效果。特别值得注意的是，他们的治疗干预是在小鼠动脉瘤已经形成后开始的，这更贴近AAA患者的实际临床情况。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：通过血管紧张素II（AngII）灌注ApoE缺陷小鼠和猪胰腺弹性蛋白酶（EPPE）局部应用诱导两种不同的AAA小鼠模型；采用高频三维超声成像精确监测动脉瘤体积的动态变化；建立颈静脉导管系统实现重复静脉给药；通过组织免疫荧光染色和实时定量PCR（qPCR）分析血管壁的细胞组成和基因表达；使用荧光法和qPCR分别定量血浆中的exRNA和exDNA水平；并完成血液学分析评估系统免疫反应。

血浆水平中exDNA而非exRNA在小鼠和AAA患者中升高

研究首先评估了循环exRNA和exDNA在AAA发展过程中的变化。在AngII诱导的小鼠模型中，动脉瘤体积从基线到第8天显著增加，并持续增长至第28天。然而，血浆exRNA浓度在整个疾病发展过程中没有显著变化。与之形成鲜明对比的是，exDNA水平在疾病晚期（第28天）显著高于早期（第8天）。在人类样本中，研究团队之前已发现AAA患者的血浆exDNA水平显著高于匹配的对照组，而本次研究进一步显示，患者的exRNA水平仅略高于对照组，无统计学意义。这些结果表明，循环exDNA而非exRNA，具有作为AAA生物标志物的潜力。

细胞外RNA降解可缓解已形成的AAA疾病的进展

研究的核心是评估降解细胞外核酸对已形成AAA的治疗效果。在AngII模型中，小鼠在动脉瘤形成后（第8天）开始接受每日静脉注射RNase A（降解exRNA）、DNase I（降解exDNA）或PBS（对照）。结果显示，RNase A处理显著减弱了动脉瘤的进一步生长，而DNase I处理则没有效果。在另一种EPPE模型中，RNase A治疗未显示出显著疗效，研究者认为这可能与两种模型不同的发病机制有关（AngII模型更接近人类晚期AAA的慢性炎症和血栓形成特征）。

RNase A治疗可减少AngII模型中的巨噬细胞浸润并保护血管平滑肌细胞

为了解RNase A起效的机制，研究者对主动脉组织进行了组织学分析。免疫荧光染色显示，RNase A治疗显著减少了动脉瘤壁中的CD68阳性巨噬细胞浸润。同时，平滑肌肌动蛋白（SMA）染色表明RNase A和DNase I处理都有助于维持血管平滑肌细胞的覆盖度，但只有RNase A处理完全消除了CD68和SMA双阳性细胞的存在，这类细胞被认为可能具有向巨噬细胞样表型转分化的特征，与血管炎症和基质降解密切相关。

AngII模型中主动脉基因表达的变化大多是短暂的，RNase A治疗在实验终点显著降低了MMP9的表达

对动脉瘤组织的基因表达分析发现，许多感兴趣的基因（如SMC标志物、单细胞相关基因）的表达在疾病早期（第8天）发生改变，但在实验终点（第28天）已基本恢复至基线水平，这限制了对治疗效果的观察。然而，RNase A治疗显著降低了基质金属蛋白酶9（MMP9）的基因表达，该酶在细胞外基质降解中起关键作用。髓过氧化物酶（MPO）的表达也呈下降趋势，提示氧化应激可能减轻。

RNase A治疗改变循环白细胞组成并降低AngII模型中的血小板计数

由于核酸酶通过静脉给药，其治疗效果可能包含系统性免疫调节。血液学分析发现，RNase A治疗显著降低了循环中的总白细胞数，这主要是由单核细胞和粒细胞（中性粒细胞等）的减少所驱动，而淋巴细胞数量未受影响。此外，RNase A还显著降低了血小板计数。这些系统性抗炎效应与观察到的局部血管改善相一致。DNase I治疗则未引起显著的血液参数变化。

研究结论与意义

本研究首次在AAA背景下对exDNA和exRNA进行了系统的比较和功能研究，明确了exRNA作为疾病进展关键驱动因子的作用。尽管循环exDNA水平在患者和小鼠模型中均升高且与中性粒细胞胞外诱捕网（Neutrophil Extracellular Trap, NET）标志物枸橼酸化组蛋白H3（CitH3）强相关，显示出良好的生物标志物潜力，但靶向降解exDNA在疾病已形成阶段并未产生治疗效果。相反，系统性RNase A治疗通过降解exRNA，有效地延缓了已形成动脉瘤的进展。

RNase A的治疗获益可能源于其多效性作用：一方面，它通过降低循环中的单核细胞和粒细胞，以及减少动脉瘤局部的巨噬细胞浸润和MMP9的表达，发挥了强大的抗炎和抗蛋白水解作用；另一方面，它有助于维持血管平滑肌细胞的完整性，并可能抑制其病理性转分化。这种同时干预炎症和组织重塑多个关键环节的特点，对于像AAA这样的复杂疾病可能比单一靶点策略更具优势。

值得注意的是，血浆exRNA水平本身并未随AAA发展而显著变化，且在患者与对照组间差异不大，提示其不适合作为生物标志物，但其局部病理作用可通过治疗性降解得以有效干预。这种"功能重要性高于循环水平"的特点凸显了直接靶向病理机制的治疗策略的价值。

该研究为AAA的治疗开辟了一条新的途径。RNase A作为一种酶类药物，具有相对较低毒性的优势。其作用机制——降解具有促炎作用的exRNA——为应对AAA的复杂病理网络提供了多靶点干预的可能性。虽然DNase I在本研究模型中无效，但研究者也指出物种差异（小鼠内源性DNase活性较高）和治疗时机的重要性，并不完全排除其在特定情况下的潜在价值。

总之，这项研究确立了细胞外RNA在腹主动脉瘤进展中的关键地位，证明系统性RNase A治疗是一种能够缓解已建立疾病的新型且有前景的策略，为目前缺乏有效药物治疗的AAA患者带来了新的希望。未来的研究需要进一步阐明exRNA在AAA中的具体来源和作用机制，并推动RNase治疗向临床转化。