血管衰老新机制：miR-34a/AGTRAP轴通过负反馈环路增强血管紧张素II信号通路

《GeroScience》：Angiotensin II, miR-34a, and AGTRAP crosstalk in arterial smooth muscle cells

本研究针对血管衰老中血管紧张素II（Ang II）信号通路异常激活的关键问题，揭示了miR-34a直接靶向AT1R相关蛋白AGTRAP形成负反馈环路的新机制。研究人员通过多物种模型证实，衰老相关miR-34a上调通过抑制AGTRAP表达，进而增强Ang II诱导的炎症反应（IL-6/COX2/MCP-1/MFGE8），而AGTRAP过表达可逆转该效应。该发现为血管衰老及相关心血管疾病提供了新的干预靶点。

　　

随着全球人口老龄化加剧，血管衰老相关疾病已成为重大公共卫生问题。动脉血管随年龄增长会出现内膜中层增厚、血管 stiffness 增加等功能性改变，这些变化构成了动脉粥样硬化、高血压等年龄相关血管疾病的结构基础。究其本质，血管衰老与慢性低度"无菌性"炎症状态密切相关，而肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）的核心效应分子——血管紧张素II（Ang II）在该过程中扮演着关键角色。

值得注意的是，近年研究发现微小RNA（miRNAs）在衰老进程中发挥重要调控作用。其中miR-34a作为典型的"衰老相关miRNA"，在多种组织中都呈现年龄依赖性上调，但其在血管衰老中的具体作用机制尚未完全阐明。与此同时，Ang II信号通路的重要负调控因子——血管紧张素II1型受体相关蛋白（AGTRAP）虽被证实能促进AT1R内化而抑制Ang II信号，但其在血管衰老中的表达变化及调控机制仍是未知领域。

发表在《GeroScience》的这项研究创新性地将这两个重要分子联系起来，提出了一个科学假设：miR-34a可能通过靶向调控AGTRAP表达，进而增强Ang II通过AT1R介导的促炎症信号通路。为了验证这一假设，研究团队构建了多层次实验体系，从基因调控到功能表型进行了系统深入探索。

研究团队运用了多种关键技术方法：采用食蟹猴、大鼠、小鼠等多物种衰老模型进行组织学分析；通过血管平滑肌细胞（VSMC）分离培养技术获取年轻与年老大鼠的主动脉VSMC；利用慢病毒载体实现miR-34a和AGTRAP的过表达与敲低；采用双荧光素酶报告基因实验验证直接靶向关系；通过Western blot、RT-qPCR、免疫组化等技术进行分子表达检测。

衰老与miR-34a在动脉壁和肾脏中的表达研究团队首先在多种哺乳动物中验证了miR-34a的年龄相关性变化。结果显示，食蟹猴颈总动脉中miR-34a表达与年龄呈正相关线性关系。在大鼠模型中，30月龄老年组相比8月龄年轻组，颈总动脉和主动脉miR-34a表达均显著上调约3.5倍，且这种上调在外膜和中膜层程度相当。肾脏作为RAAS系统重要器官，同样表现出年龄相关的miR-34a表达增加。这些发现证实miR-34a上调是跨物种的血管衰老保守特征。

Ang II调控分离VSMC中miR-34a和AGTRAP表达机制探索发现，Ang II对miR-34a的调控具有年龄特异性。在老年大鼠VSMC中，Ang II处理使miR-34a表达增加2.5倍，而年轻细胞中无此效应。在人类主动脉平滑肌细胞（HASMC）中，Ang II通过AT1R依赖性方式上调miR-34a，且该效应可被AT1R阻滞剂缬沙坦完全抑制。值得注意的是，Ang II同时下调AGTRAP和SIRT1的mRNA及蛋白水平，提示三者之间存在功能性联系。

miR-34a与年龄相关的AGTRAP表达下降在老年大鼠VSMC中，AGTRAP蛋白水平显著降低，而mRNA水平无显著变化，提示存在转录后调控机制。对miR-34a基因敲除（KO）小鼠的研究显示，年轻KO小鼠主动脉AGTRAP表达高于野生型（WT），但老年小鼠中两者AGTRAP均显著下降，且组间差异不显著，表明除miR-34a外还有其他因素参与年龄相关的AGTRAP下调。

AGTRAP是miR-34a的直接靶标生物信息学分析发现AGTRAP的3'UTR区域存在miR-34a种子序列。双荧光素酶报告实验证实，miR-34a过表达可特异性抑制野生型AGTRAP 3'UTR的荧光素酶活性，而对种子序列突变体无影响，从分子水平验证了AGTRAP是miR-34a的直接靶基因。

miR-34a过表达和AGTRAP敲低对靶标的影响功能实验表明，HASMC中miR-34a过表达可显著降低AGTRAP和SIRT1的mRNA及蛋白水平。相反，AGTRAP特异性shRNA敲低不仅降低自身表达，还引起miR-34a反馈性上调，进而导致SIRT1表达下降，揭示了两者之间的双向调控关系。

AGTRAP与miR-34a之间的负反馈环路共表达实验证实了miR-34a与AGTRAP之间存在负反馈环路。AGTRAP过表达可降低基础miR-34a水平，而miR-34a对AGTRAP的抑制作用可被AGTRAP过表达所挽救。SIRT1作为下游效应分子，其表达受该环路的精细调控：miR-34a降低SIRT1表达，而AGTRAP过表达则具有提升作用。

AGTRAP抑制Ang II和miR-34a的促炎作用最终的功能表型实验显示，Ang II和miR-34a均能诱导HASMC中IL-6、COX2、MCP-1和MFGE8等促炎因子表达上调。重要的是，AGTRAP过表达可完全或部分逆转这种促炎效应，证实了AGTRAP在抑制血管炎症中的关键作用。

本研究首次揭示了血管衰老中miR-34a与AGTRAP之间存在的负反馈调控环路。该环路的具体机制为：年龄相关的miR-34a上调直接抑制AGTRAP表达，减弱其对AT1R的内化作用，从而增强Ang II信号通路的活性；而Ang II信号增强进一步促进miR-34a表达，形成自我放大的恶性循环。这一发现不仅解释了血管衰老中RAAS系统过度激活的分子基础，更重要的是为相关疾病的干预提供了新靶点。

从临床转化角度，该研究提示AGTRAP可能成为治疗血管衰老相关疾病的新靶标。现有RAAS抑制剂（如ACEI和ARB类药物）可能通过降低miR-34a、提升AGTRAP表达而发挥额外益处。此外，AGTRAP除调控AT1R信号外，还可能通过影响肌浆网钙离子处理蛋白（如SERCA2a）而调节血管平滑肌细胞钙稳态，这为理解血管衰老的多种病理生理改变提供了新视角。

该研究的创新性在于首次将衰老相关miRNA、RAAS系统负调控因子和血管炎症三个关键环节有机联系，构建了完整的分子调控网络。虽然研究存在某些局限性（如缺乏AGTRAP转基因动物的在体衰老研究），但其多层次、多物种的实验设计为结论提供了坚实证据。这一重要发现不仅深化了对血管衰老机制的理解，也为未来开发针对miR-34a/AGTRAP轴的新型治疗策略奠定了理论基础。