胸主动脉瘤(TAA)是一种威胁生命的疾病,其发病机制尚未完全阐明。本文探讨血管周围脂肪组织(PVAT)功能障碍在 TAA 发展中的作用,发现 PVAT 褐变特征的维持对预防 TAA 形成至关重要,为 TAA 治疗提供新策略。
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为探究胸主动脉瘤(TAA)发病机制,研究人员围绕血管周围脂肪组织(PVAT)展开研究。通过分析患者样本及构建基因敲除小鼠模型,发现 PVAT 功能障碍加剧 TAA,PPARγ 和 PRDM16 调控 PVAT 褐变,且 decorin 是 PRDM16 靶基因,为 TAA 防治提供新方向。
胸主动脉瘤(TAA)如同潜伏在人体血管中的 “不定时炸弹”,其异常扩张的血管壁随时可能因破裂引发致命后果。尽管外科手术是目前主要的治疗手段,但围术期高死亡率和术后并发症的阴影始终笼罩着患者。更棘手的是,多年来针对 TAA 的药物研发屡屡碰壁,临床前研究中看似有效的药物,一到实际应用就 “哑火”。这一切都迫使科学家们将目光投向更深层的发病机制 —— 隐藏在血管周围的脂肪组织,或许正是解开 TAA 谜题的关键钥匙。
血管并非 “光棍司令”,其周围环绕着一层特殊的脂肪组织 —— 血管周围脂肪组织(PVAT)。在健康状态下,胸主动脉周围的 PVAT 如同棕色脂肪组织(BAT),通过分泌脂肪因子等物质,像忠诚的卫士般维持着血管的稳态。然而,当血管遭遇炎症、代谢紊乱等 “攻击” 时,PVAT 会 “黑化”—— 发生 “白化” 转变,功能失调,释放有害因子侵蚀血管。此前研究已发现 PVAT 与腹主动脉瘤(AAA)关系密切,但在 TAA 领域,其作用机制一直迷雾重重。
为了揭开这层神秘面纱,美国密歇根大学心血管中心的研究人员展开了深入研究。他们从临床样本入手,对比分析 TAA 患者动脉瘤区域与邻近正常区域的 PVAT 特征,并通过基因编辑技术构建了棕色脂肪细胞特异性 PPARγ 敲除(PpargBAKO)和 PRDM16 敲除(Prdm16BAKO)小鼠模型,模拟 PVAT 功能障碍场景,观察 TAA 的发展变化。这项研究成果发表在《Cardiovascular Diabetology》,为 TAA 的防治带来了曙光。
研究主要采用了以下关键技术方法:收集 TAA 患者手术切除的主动脉及 PVAT 样本(包含动脉瘤和邻近正常区域),进行组织染色(如 Verhoeff-Van Gieson 染色、H&E 染色、Masson’s trichrome 染色)和分子检测(qPCR、Western blot);利用 Ucp1 启动子驱动的 Cre 小鼠与 Pparg/floxed、Prdm16/floxed 小鼠杂交,构建基因敲除模型;通过猪胰弹性蛋白酶(PPE)诱导小鼠 TAA 模型,结合超声心动图评估主动脉直径;运用荧光素酶报告基因实验、染色质免疫沉淀 - 定量 PCR(ChIP-qPCR)验证转录调控关系;采用 ELISA 检测血浆和组织培养上清液中 decorin 水平;通过 TUNEL 法和 Western blot 分析细胞凋亡情况。
患者 TAA 病灶旁 PVAT 呈现褐变丢失特征
对 TAA 患者样本的分析显示,动脉瘤区域主动脉弹性纤维严重破坏,而邻近的 PVAT 脂肪细胞体积增大。分子层面,PVAT 中褐变标记基因(如 UCP1、COX8B)表达下降,白化标记基因(HOXC8、NRIP1)表达上升,表明 TAA 患者 PVAT 已发生功能失调,褐变特征显著丢失。
PVAT 功能缺失加剧小鼠 TAA 形成
在 PpargBAKO小鼠中,由于 PVAT 发育受损,经 PPE 诱导后,TAA 病灶面积显著增大,主动脉直径扩张更明显,弹性纤维降解加剧,中膜层厚度减少。这说明正常 PVAT 的存在对维持主动脉结构稳定至关重要,其功能缺失会加速 TAA 的进展。
PRDM16 维持 PVAT 褐变功能
TAA 患者 PVAT 中 PRDM16 蛋白和 mRNA 表达均显著降低。构建的 Prdm16BAKO小鼠 PVAT 中,褐变相关基因(Ucp1、Cidea 等)表达锐减,脂肪细胞脂滴增大,且伴随巨噬细胞浸润和炎症因子升高,但整体代谢指标未受影响。这表明 PRDM16 是 PVAT 维持褐变特征、抑制炎症的关键因子,其缺失导致 PVAT “白化” 并功能失调。
PRDM16 缺失通过上调 decorin 促进 TAA
机制研究发现,PVAT 功能失调时,细胞外基质蛋白 decorin 表达显著升高,且在 TAA 患者血浆中水平也升高。进一步研究证实,PRDM16 可直接结合 decorin 启动子,抑制其转录。decorin 作为 PRDM16 的转录抑制靶基因,其过表达可能通过诱导血管平滑肌细胞(VSMCs)凋亡等途径,推动 TAA 的发展。
这项研究首次明确了 PVAT 功能障碍与 TAA 之间的因果关系,揭示了 PPARγ/PRDM16 通路通过调控 PVAT 褐变 - 白化平衡影响 TAA 进程的新机制,并发现 decorin 作为关键介质参与这一病理过程。研究结果不仅填补了 TAA 发病机制领域的空白,更开辟了全新的治疗路径 —— 通过诱导 PVAT 褐变来恢复其保护功能,或许能成为阻止 TAA 进展的 “魔法药水”。未来,针对 PRDM16-decorin 轴的药物研发,以及如何精准调控 PVAT 表型转化,将成为 TAA 防治研究的新热点。正如研究团队所期望的,这些发现有望为临床带来无创、高效的早期干预手段,让更多 TAA 患者远离手术风险,重获血管健康。