USP38通过稳定NOX4和激活CaMKII通路增强慢性肾病小鼠室性心律失常易感性

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Free Radical Biology and Medicine 7.1

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  慢性肾病(CKD)患者常因室性心律失常(VAs)导致心源性猝死(SCD),但机制未明。本研究聚焦泛素特异性蛋白酶38(USP38)在CKD相关VAs中的作用,发现USP38通过去泛素化稳定NADPH氧化酶4(NOX4),激活CaMKII通路,加剧氧化应激和心律失常风险。该成果为CKD患者VAs治疗提供了新靶点,发表于《Free Radical Biology and Medicine》。

  

慢性肾病(CKD)是全球公共卫生的重大挑战,患者心血管事件风险显著升高,其中近半数死亡归因于心源性猝死(SCD),而室性心律失常(VAs)是SCD的主要机制。尽管临床危害巨大,CKD相关VAs的分子机制仍不清楚,缺乏有效治疗靶点。泛素特异性蛋白酶38(USP38)在心血管疾病中作用初现端倪,但其是否参与CKD心律失常调控尚属空白。

湖北省某研究团队在《Free Radical Biology and Medicine》发表的研究,首次揭示了USP38-NOX4-CaMKII轴在CKD心律失常中的关键作用。研究人员构建了心脏特异性Usp38敲除和转基因小鼠模型,结合5/6肾切除诱导的CKD小鼠和硫酸吲哚酚(IS)处理的H9c2细胞模型,通过超声心动图、电生理检测、组织学和分子生物学技术,系统解析了USP38的病理机制。

USP38 expression is upregulated in cardiomyocytes of CKD mice
CKD小鼠心肌组织中USP38表达显著升高,且特异性富集于心室肌细胞。肾切除术后小鼠血清肌酐(SCr)和尿素氮(BUN)水平上升,心脏组织虽未出现明显纤维化,但室性心律失常易感性增强。

USP38 knockout alleviates VAs susceptibility in CKD mice
敲除Usp38显著降低CKD小鼠快速性VAs的发生率和持续时间,并纠正离子通道蛋白异常表达。转基因模型证实USP38过表达会加剧心脏损伤,而NOX4抑制剂可逆转此效应。

Mechanistic insights: USP38-NOX4-CaMKII axis
机制研究表明,USP38通过去泛素化作用稳定NOX4蛋白,减少其降解,导致心肌组织活性氧(ROS)积累。升高的氧化应激进一步激活钙/钙调素依赖性蛋白激酶II(CaMKII),引起CaMKII超磷酸化,最终破坏电生理稳定性。

这项研究不仅阐明了USP38作为CKD心律失常的新调控因子,还揭示了NOX4-CaMKII通路的上下游关系。临床意义上,靶向USP38可能成为干预CKD患者心律失常的精准策略。研究者特别指出,USP38抑制剂或NOX4拮抗剂的开发值得期待,为改善CKD患者心血管预后提供了理论依据。讨论部分强调,该发现填补了"泛素化修饰-氧化应激-电生理紊乱"三者关联的理论空白,未来需进一步验证人类样本中的转化价值。

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