编辑推荐：
为解决主动脉夹层（AD）治疗手段有限等问题，广东省人民医院等单位研究人员开展 GMRSP 相关研究，发现其可调节 VSMC 代谢和表型，减轻 AD。该成果为 AD 治疗提供新靶点，极具科研价值，推荐研读。
在医学领域，主动脉夹层（AD）是一种极其凶险的血管疾病，就像一颗随时可能引爆的 “炸弹”，严重威胁着人们的生命健康。它发病时，患者往往会突然感到剧烈的胸、背或腹部疼痛，而且病情发展迅速，致死致残率极高。目前，尽管科学家们已经知道细胞外基质的退化和血管平滑肌细胞（VSMC）的表型转变在主动脉夹层的发病过程中起着关键作用，但针对这一疾病，有效的药物治疗手段却非常有限。这就好比在与主动脉夹层这个 “病魔” 的战斗中，我们的武器库还不够强大。
同时，代谢重编程在 VSMC 的表型转变中也扮演着重要角色，尤其是从氧化磷酸化（OXPHOS）转变为有氧糖酵解的过程。这个转变过程部分受到丙酮酸激酶 M1（PKM1）和 M2（PKM2）相对丰度的调控。在一些疾病中，比如动脉粥样硬化、血管损伤和肺动脉高压，都能观察到 PKM2/PKM1 比值升高的现象。然而，PKM2 在主动脉夹层中的作用却一直是个未解之谜，特别是在 VSMC 中，调控其表达和活性的因素更是无人知晓。
另外，长链非编码 RNA（lncRNA）虽然本身不具备编码蛋白质的能力，但近年来研究发现，一小部分 lncRNA 含有可翻译的开放阅读框（ORF），能够产生具有生物学活性的肽段。这些肽段在肌肉再生、癌症进展和血管生成等过程中都发挥着重要作用。可是，lncRNA 衍生的肽段和蛋白质在主动脉夹层中的功能却大多不为人知。
为了深入探索这些未知领域，为主动脉夹层的治疗找到新的方向，广东省人民医院等单位的研究人员在《Nature Communications》期刊上发表了题为 “GMRSP encoded by lncRNA H19 regulates metabolic reprogramming and alleviates aortic dissection” 的论文。他们发现了一种由 lncRNA H19 编码的蛋白质 GMRSP（葡萄糖代谢调节蛋白），这种蛋白在调节 VSMC 的代谢和表型稳定性方面起着关键作用，有望成为治疗主动脉夹层的新靶点，这一发现为攻克主动脉夹层这个难题带来了新的曙光。
研究人员在这项研究中使用了多种技术方法。通过 RNA 测序来寻找与主动脉夹层相关的潜在 lncRNA；运用免疫沉淀结合质谱分析，鉴定与 GMRSP 相互作用的蛋白质；利用基因编辑技术构建相关动物模型和细胞模型，以便观察 GMRSP 在体内外的功能变化；还借助各种检测手段，如免疫荧光染色、Western blotting、PCR 等，来分析基因和蛋白质的表达水平 。
下面我们来详细看看研究人员都有哪些重要发现。
LncRNA H19 在 AD 组织中下调并编码一种小蛋白
研究人员首先对正常人和主动脉夹层患者的主动脉组织进行 RNA 测序，生成热图来展示差异表达的 lncRNA。结果发现，lncRNA H19 在正常人体主动脉组织中高表达，但在 AD 组织中却显著下调。进一步分析发现，H19 中存在一个可能编码小蛋白的开放阅读框 ORF1，经过生物信息学分析和实验验证，确定这个 ORF1 编码一个由 131 个氨基酸组成的小蛋白，命名为 GMRSP。而且，GMRSP 在 AD 患者的主动脉组织和 VSMC 中表达水平都较低。这就像是在 AD 患者的身体里，H19 和 GMRSP 这两个 “小卫士” 的力量被削弱了。
GMRSP 过表达抑制 VSMCs 收缩型向合成型表型转变并减轻体内 AD 形成
为了探究 GMRSP 在 VSMC 表型转变中的作用，研究人员在体外实验中，用血小板衍生生长因子（PDGF）-BB 刺激 VSMC，发现 GMRSP 的蛋白水平和 VSMC 的收缩标记物（α- 平滑肌肌动蛋白 [α-SMA] 和 SM22α）都减少了。当在 VSMC 中过表达 GMRSP 时，能够抑制 PDGF-BB 诱导的 VSMC 迁移和 MMP2 分泌，还能促进 α-SMA 的蛋白表达。在体内实验中，研究人员构建了 GMRSP 过表达的小鼠模型，发现过表达 GMRSP 可以显著降低主动脉夹层的发生率和严重程度，减轻主动脉扩张和弹性纤维的断裂，促进 SM22α 和 α-SMA 的表达，抑制 MMP2 的表达。这表明 GMRSP 就像一个 “守护者”，能够维持 VSMC 的收缩表型，阻止主动脉夹层的发生和发展。
GMRSP 通过调节 Pre-PKM mRNA 剪接抑制有氧糖酵解
研究人员分析了主动脉夹层患者的单细胞测序数据集，发现 AD 患者主动脉中的 VSMC 存在代谢重编程现象，更倾向于进行有氧糖酵解，同时氧化磷酸化受到抑制。进一步研究发现，GMRSP 可以调节 PKM 前体 mRNA 的剪接，促进 PKM1 异构体的表达，抑制 PKM2 异构体的表达。这一调节作用减少了有氧糖酵解，有助于维持 VSMC 的收缩表型。也就是说，GMRSP 通过调节 PKM 的剪接，就像调整了细胞代谢的 “开关”，让 VSMC 保持在正常的代谢状态，从而预防主动脉夹层的发生。
激活 PKM2 可逆转 GMRSP 在体内外对 BAPN 单富马酸诱导的 AD 的保护作用
研究人员使用 TEPP-46（一种 PKM2 特异性激活剂）来探究 GMRSP 调节 PKM 剪接的作用机制。在体外实验中，TEPP-46 处理后，GMRSP 对 VSMC 迁移、MMP2 分泌、代谢功能和线粒体膜电位的保护作用都被逆转了。在体内实验中，给 SM22α+GMRSPOE-flox 小鼠口服 TEPP-46 后，主动脉夹层的发生率和死亡率都增加了，血管损伤也更加严重。这说明 PKM2 的激活可以抵消 GMRSP 对 VSMC 的保护作用，进一步证明了 GMRSP 通过调节 PKM2 来发挥对主动脉夹层的保护作用。
血浆中乳酸和 PKM2 的表达水平可提高 AD 的诊断性能并预测患者预后
研究人员发现，AD 患者主动脉组织中 PKM2/PKM1 的表达水平在 mRNA 和蛋白质层面都比正常人高，这表明 AD 患者体内的糖酵解增强了。在对 205 名参与者的前瞻性研究中，发现血浆中 PKM2 的水平在 AD 患者中显著升高，而且 PKM2 水平与乳酸水平呈正相关。血浆 PKM2 浓度可以作为 AD 的潜在生物标志物，用于预测 AD 的发生，并且高 PKM2 水平的患者主动脉直径更大，发生主要不良事件的风险也更高。这就好比血浆中的 PKM2 是一个 “信号灯”，它的变化可以提示医生患者是否患有主动脉夹层，以及病情的严重程度。
GMRSP 与 hnRNPA2B1 的甘氨酸富集结构域相互作用并抑制 hnRNPA2B1 介导的 PKM 前体 mRNA 剪接
为了进一步探究 GMRSP 抑制 VSMC 表型转变的机制，研究人员通过免疫共沉淀结合质谱分析，发现 GMRSP 与剪接因子 hnRNPA2B1 相互作用。hnRNPA2B1 在调节 PKM 前体 mRNA 剪接中起着关键作用，它可以促进 PKM2 的产生。研究人员通过一系列实验，包括构建截断融合构建体、进行分子对接模拟、RNA 下拉实验等，证实了 GMRSP 与 hnRNPA2B1 的甘氨酸富集结构域相互作用，并且 GMRSP 能够抑制 hnRNPA2B1 与 PKM 前体 mRNA 的结合，从而抑制 hnRNPA2B1 介导的 PKM 前体 mRNA 剪接。这就像是 GMRSP 给 hnRNPA2B1 “戴上了枷锁”，阻止它促进 PKM2 的产生，进而维持 VSMC 的正常代谢和表型。
GMRSP-HnRNPA2B1 相互作用对维持 VSMCs 的收缩表型和氧化代谢至关重要
研究人员在 PDGF-BB 处理的 VSMC 中共表达 GMRSP 和 hnRNPA2B1，发现 GMRSP 可以抑制 hnRNPA2B1 过表达诱导的 PKM2 表达增加、PKM1 表达减少、细胞迁移和 MMP2 分泌增加，以及代谢功能障碍。此外，用工程化表达 GMRSP 的细胞外囊泡（EVs-GMRSP）处理后，能够显著抑制 AD 患者来源的 VSMC 迁移和 MMP2 分泌，减少 PKM2 的表达，降低乳酸产生和葡萄糖摄取。在体内实验中，EVs-GMRSP 也能有效减轻主动脉夹层的严重程度。这充分说明了 GMRSP-HnRNPA2B1 相互作用在维持 VSMC 的正常功能方面起着不可或缺的作用，也再次证明了 GMRSP 是预防和治疗主动脉夹层的一个有潜力的靶点。
总的来说，这项研究发现了由 lncRNA H19 编码的 GMRSP 在调节 VSMC 代谢和表型稳定性方面的关键作用，揭示了 GMRSP 通过与 hnRNPA2B1 相互作用，抑制 PKM2 的产生，从而减轻主动脉夹层的发生和发展。同时，研究还发现血浆中 PKM2 的水平与主动脉夹层的发生和预后密切相关。这些研究结果为主动脉夹层的治疗提供了新的潜在靶点和生物标志物，为开发更有效的治疗策略奠定了基础。就像在黑暗中点亮了一盏明灯，为未来攻克主动脉夹层这一严重疾病指明了方向，具有非常重要的临床意义和潜在的应用价值。相信在未来，随着对 GMRSP 研究的不断深入，我们能够找到更好的方法来预防和治疗主动脉夹层，让更多患者摆脱这一疾病的困扰。
