ESM1:抗击动脉粥样硬化的新希望 —— 调控内皮细胞脂质代谢与增殖的关键因子

【字体: 时间:2025年05月05日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究内皮细胞(ECs)与棕榈酸(PA)相互作用的分子机制,以及 ESM1 在其中的作用,研究人员开展相关研究。结果发现 ESM1 - ANGPTL4 轴通过调节自噬促进 ECs 增殖和脂质代谢重编程,减轻 PA 诱导的 EC 损伤,这为防治动脉粥样硬化提供新方向。

  在人体的血管系统中,动脉粥样硬化(AS)如同隐藏在血管里的 “定时炸弹”,严重威胁着人们的健康。棕榈酸(PA)作为人体内最常见的游离脂肪酸,它就像一个不安分的 “捣乱分子”,不仅是 AS 的主要成分,还与多种癌症的增殖和转移相关。当 PA 作用于血管内皮细胞(ECs)时,会引发一系列问题,比如导致 ECs 功能障碍,进而诱发 AS。但长期以来,ECs 与 PA 相互作用的分子机制一直是个未解之谜,这就如同在黑暗中摸索,让科研人员难以找到有效的防治方法。
为了揭开这个神秘的面纱,来自中南大学株洲市中心医院生殖医学中心等多个单位的研究人员展开了深入研究。他们聚焦于内皮细胞特异性分子 1(ESM1),试图弄清楚它在 ECs 应对 PA 损伤过程中扮演的角色。经过一系列严谨的实验,研究人员发现,ESM1 - ANGPTL4 轴在维持 ECs 的增殖和脂质重编程方面发挥着关键作用。ESM1 可以通过上调 ANGPTL4 来促进自噬,进而增强 ECs 的增殖能力,减轻 PA 对 ECs 的损伤,这一发现为防治 AS 带来了新的曙光。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为心血管疾病的研究领域注入了新的活力。

研究人员在实验过程中,运用了多种关键技术方法。细胞实验方面,通过培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC),进行细胞转染,改变细胞中相关基因的表达。同时,使用蛋白质免疫印迹法(Western blot)来检测细胞或组织中 ESM1、ANGPTL4 等相关蛋白的表达水平。还构建了 AS 小鼠模型,用高脂饮食喂养 ApoE-/-小鼠,以此观察体内相关指标的变化。

在研究结果部分,主要有以下几方面发现:

  • ESM1 对 HUVECs 增殖和脂质生成能力的影响:构建 ESM1 过表达的 HUVECs,发现 ESM1 过表达能上调 ANGPTL4 表达,显著增强 HUVECs 的增殖和脂质生成能力,而敲低 ANGPTL4 后这种增强作用消失;反之,敲低 ESM1 会降低 ANGPTL4 表达,减少 HUVECs 的增殖和脂质生成,过表达 ANGPTL4 则能逆转这一现象。
  • ECs 分泌 ESM1 应对 PA 介导的损伤:PA 会抑制 HUVECs 的增殖,同时提高 ESM1 和 ANGPTL4 的表达。过表达 ESM1 可以对抗 PA 导致的细胞增殖抑制和脂质积累增加;敲低 ESM1 则会加重 PA 对 HUVECs 的抑制作用和脂质积累。这表明 ESM1 是 HUVECs 应对 PA 损伤的一种自我保护机制。
  • ESM1 通过上调 ANGPTL4 诱导 HUVECs 自噬:研究发现,ESM1 过表达能上调 ANGPTL4 和自噬相关基因的表达,降低 p62 水平;敲低 ESM1 则出现相反结果。通过 MDC 染色和 mCherry - GFP - LC3B 通量测定等实验证实,ESM1 可以增强 HUVECs 的自噬。而且,在 PA 处理的细胞中,ESM1 过表达促进自噬,敲低 ESM1 则抑制自噬。
  • ESM1 - ANGPTL4 轴通过驱动自噬促进 HUVECs 增殖:敲低自噬相关基因 ATG7 或使用自噬抑制剂 3 - MA,能抑制 ESM1 促进 HUVECs 增殖的作用,说明 ESM1 - ANGPTL4 轴是通过促进自噬来加速 HUVECs 增殖的。
  • ESM1 - ANGPTL4 轴与 AS 小鼠自噬相关基因的关系:构建 AS 小鼠模型后发现,AS 小鼠血清中 ESM1 水平升高,主动脉组织中 ESM1、ANGPTL4 和自噬相关蛋白的表达也显著增加,这表明机体在应对体内高脂环境时,会通过调节该轴来维持脂质和血管稳态。

在研究结论和讨论部分,研究人员证实了高水平的 ESM1 能够对抗 PA 介导的 EC 损伤。ESM1 - ANGPTL4 轴通过调节自噬,驱动 HUVECs 增殖和脂质代谢重编程,这进一步揭示了 ECs 通过 ESM1 应对 PA 损伤的分子机制。自噬在细胞应对外界刺激时起到自我保护的作用,在 AS 早期,激活自噬可以保护 ECs,减缓 AS 的发展。而该研究发现 ESM1 可以通过激活自噬来维持 ECs 的功能和稳态。同时,在 AS 小鼠中观察到血清 ESM1 水平升高,以及动脉组织中 ESM1 和 ANGPTL4 的表达上调,这可能是机体对高脂环境的一种反馈保护机制。这些发现为深入理解 AS 的发病机制提供了新的视角,也为开发针对 AS 的治疗策略提供了潜在的靶点,有望在未来为心血管疾病的防治带来新的突破。

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