cIAP2介导IGF2BP2泛素化降解通过稳定m6A修饰的BAX mRNA调控心肌梗死中心肌细胞凋亡的机制研究

本研究针对心肌梗死(MI)中心肌细胞凋亡的调控机制，揭示了E3泛素连接酶cIAP2通过泛素化降解m6A阅读蛋白IGF2BP2，进而抑制BAX mRNA稳定性以减轻心肌损伤的新通路。研究人员通过体内外模型证实，cIAP2下调导致IGF2BP2蛋白积累，通过m6A依赖性方式稳定促凋亡因子BAX mRNA，而小分子抑制剂CWI1-2可阻断该通路改善心功能。该发现为心肌保护提供了新靶点，发表于《Cell Biology and Toxicology》。

　　

心肌梗死是全球范围内致死率最高的心血管疾病之一，其核心病理特征是缺血导致的心肌细胞不可逆性死亡。尽管再灌注治疗能挽救缺血心肌，但如何减轻心肌细胞凋亡仍是临床难题。近年来，泛素-蛋白酶体系统(UPS)在心血管疾病中的作用备受关注，但E3泛素连接酶在心肌梗死中的具体调控机制仍存在大量空白。

在这项发表于《Cell Biology and Toxicology》的研究中，中南大学湘雅二医院心血管外科的研究团队通过多组学分析发现，E3泛素连接酶cIAP2在心肌梗死组织中呈现"mRNA上调但蛋白下调"的特殊现象。进一步研究揭示，cIAP2蛋白的缺失会通过稳定m⁶A阅读蛋白IGF2BP2，促进促凋亡因子BAX的表达，从而加剧心肌细胞损伤。这一发现不仅阐明了cIAP2-IGF2BP2-BAX轴在心肌保护中的关键作用，还为临床干预提供了新思路——研究者证实小分子化合物CWI1-2可通过抑制IGF2BP2显著改善心功能。

研究主要采用以下技术方法：通过GEO数据库筛选心肌梗死差异表达基因；建立小鼠左冠状动脉前降支结扎(LAD)模型和细胞氧糖剥夺(OGD)模型；利用AAV9载体实现心脏特异性cIAP2过表达；采用CRISPR/Cas9技术构建基因敲除细胞系；通过Co-IP和泛素化实验验证蛋白相互作用；结合MeRIP-qPCR和RIP-qPCR分析m⁶A修饰与RNA稳定性。

研究结果可分为四个关键发现：

1. cIAP2在心肌梗死中差异表达
   通过生物信息学分析35个E3泛素连接酶差异基因，发现BIRC3(cIAP2编码基因)是唯一在多个心肌梗死模型中一致上调的基因。但蛋白水平检测显示，cIAP2在心肌梗死组织和OGD处理的心肌细胞中显著下调，这种"转录-翻译"差异可能与m⁶A甲基转移酶METTL3的减少有关。

2. cIAP2具有心肌保护作用
   cIAP2敲除加剧OGD诱导的心肌细胞凋亡和氧化损伤，表现为LDH释放增加、MDA水平升高和cleaved-caspase 3表达上调。反之，AAV介导的心脏特异性cIAP2过表达可改善小鼠心功能参数(EF、FS、FAC)，减少梗死面积和血清心肌损伤标志物。

3. IGF2BP2是cIAP2的新底物
   机制研究发现cIAP2直接结合IGF2BP2并促进其K48连接的多聚泛素化降解。OGD条件下cIAP2下调导致IGF2BP2蛋白积累，而蛋白酶体抑制剂MG132可逆转这一现象。CHX追踪实验证实cIAP2过表达可缩短IGF2BP2的半衰期。

4. IGF2BP2通过m⁶A依赖途径稳定BAX mRNA
   IGF2BP2过表达通过识别BAX mRNA上的m⁶A修饰位点(主要位于CDS区)增强其稳定性，从而增加促凋亡蛋白BAX的表达。METTL3敲除可降低BAX mRNA的m⁶A修饰水平，破坏IGF2BP2与BAX mRNA的结合。

在转化医学方面，研究证实IGF2BP2小分子抑制剂CWI1-2能剂量依赖性地降低BAX表达，在动物模型中可改善心脏收缩功能(提升EF值15.7%)，减少梗死面积(下降38.2%)，且对正常心肌细胞无明显毒性。

这项研究的重要意义在于：首次阐明cIAP2-IGF2BP2-BAX轴在心肌梗死中的调控机制，提出"E3泛素连接酶-m⁶A阅读蛋白-mRNA稳定性"的新型调控模式；发现METTL3介导的翻译效率变化可能是cIAP2 mRNA与蛋白表达差异的原因；为临床开发以IGF2BP2为靶点的心肌保护药物提供理论依据，特别是CWI1-2展现出良好的治疗前景。未来研究可进一步探索cIAP2在免疫细胞浸润中的作用，以及干预该通路对心肌梗死长期预后的影响。