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为探究 HECT 结构域和锚蛋白重复序列包含的 E3 泛素蛋白连接酶 1（HACE1）在心肌缺血 - 再灌注损伤（I/RI）发病机制中的作用，研究人员以 HACE1 基因敲除（KO）小鼠为模型开展研究。结果发现 HACE1 缺乏会加重心肌损伤，抑制线粒体分裂可改善。这为 I/RI 治疗提供新靶点。
心肌梗死（MI）如今是全球公认的主要致死病因。及时恢复血流虽能改善病情，却会引发心肌缺血 - 再灌注损伤（I/RI），抵消血管再通带来的益处，I/RI 的严重程度还决定着急性 MI 患者的预后。线粒体在心肌细胞中至关重要，其动态变化，尤其是线粒体分裂，与心肌 I/RI 密切相关。Drp1 在调节线粒体分裂中发挥关键作用，激活 Drp1 会导致线粒体功能障碍和分裂加剧，而抑制它则能减轻损伤。
HACE1 作为一种与氧化应激和肿瘤抑制相关的蛋白，在多种组织中均有表达，包括心脏。此前研究表明它对线粒体保护至关重要，但其在心脏 I/RI 中的作用尚不明确。为深入了解这一问题，来自山东大学附属聊城市人民医院等机构的研究人员开展了相关研究，研究成果发表在《BMC Cardiovascular Disorders》上。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：构建 HACE1 基因敲除小鼠模型，利用 CRISPR/Cas9 技术使 HACE1 基因发生突变；建立小鼠心脏 I/R 模型，通过结扎左冠状动脉前降支（LAD）造成缺血，再恢复血流实现再灌注；运用多种检测技术，如 ELISA 检测血清心肌肌钙蛋白 I（cTnI）水平、TTC 和 Evans blue 染色评估心肌梗死面积、TUNEL 检测细胞凋亡、Western blot 检测蛋白表达、qPCR 检测 mRNA 表达等。
研究结果如下：
- HACE1 表达受心脏 I/R 影响：通过 Western blot 分析发现，心脏 I/R 后，HACE1 表达在再灌注 6 小时后显著上调。构建 I/R 小鼠模型后，对比野生型（WT）和 HACE1 基因敲除（KO）小鼠，确认 KO 小鼠中 HACE1 mRNA 和蛋白表达明显降低，模型构建成功。
- HACE1 缺乏加重心肌 I/RI：HACE1-KO 小鼠在 I/R 后梗死面积更大，血清 cTnI 水平更高，出血、炎症和细胞凋亡更严重，心脏功能显著下降，表现为左心室射血分数（LVEF）和左心室短轴缩短率（LVFS）降低，左心室收缩末期内径（LVESD）增大等。同时，HACE1 缺乏加剧了 I/R 诱导的氧化应激，丙二醛（MDA）含量增加，超氧化物歧化酶（SOD）活性降低。
- HACE1 缺乏促进 I/R 介导的线粒体分裂和凋亡：透射电镜（TEM）观察显示，HACE1 KO 使 I/R 诱导的线粒体损伤加重，如肿胀、结构紊乱、嵴减少或消失。检测线粒体膜电位（MMP）发现，I/R 导致 MMP 崩溃，HACE1 KO 进一步加剧这一现象。分子水平上，I/R 组线粒体分裂因子 Drp1、Mff 和 Fis1 的转录和蛋白表达上调，HACE1 KO 使其进一步升高。此外，I/RI 增加促凋亡蛋白表达，HACE1 KO 使其更显著，而抗凋亡蛋白 Bcl2 表达则降低。
- 抑制线粒体分裂可减轻 HACE1 缺乏诱导的心肌损伤：给予 Drp1 特异性抑制剂 Mdivi-1 预处理后，HACE1 缺陷小鼠的梗死面积、血清 cTnI 含量降低，出血、炎症和细胞凋亡减少，心脏功能改善，氧化应激减轻（MDA 减少、SOD 增加）。Mdivi-1 还能逆转 MMP 崩溃，抑制细胞色素 c（Cyt c）释放，调节凋亡相关蛋白表达，减少细胞凋亡。
研究结论和讨论部分表明，本研究首次证实 HACE1 在 I/R 损伤后表达上调，HACE1 缺乏会加重心肌 I/R 损伤并损害心脏功能，而抑制线粒体分裂可改善这些状况，提示 HACE1 介导的线粒体分裂在心肌 I/R 损伤中起着关键病理作用。这为心肌 I/R 损伤的治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略，但目前研究存在一定局限性，如动物模型与人体的差异、未探究 HACE1 缺乏对其他细胞过程的影响、Mdivi-1 的安全性和有效性有待进一步评估等。未来研究需在人体中验证这些结果，并深入探索相关机制，以推动临床应用。
