慢性肾脏病早期血管衰老中复发性体细胞突变与早衰蛋白表达的机制研究

《Nature Aging》：Recurrent somatic mutation and progerin expression in early vascular aging of chronic kidney disease

本研究针对慢性肾脏病(CKD)患者血管早衰的分子机制展开探索，发现血管平滑肌细胞(VSMCs)中复发性体细胞突变LMNA c.1824C>T可诱导早衰蛋白(progerin)表达，通过克隆扩增导致基因组损伤、内质网应激和细胞衰老，揭示了体细胞突变在疾病相关组织功能衰退中的重要作用，为CKD心血管并发症提供了新的治疗靶点。

　　

慢性肾脏病(CKD)患者常伴随心血管疾病高发风险，其中血管早衰是核心病理特征，但具体机制尚未阐明。传统观点认为尿毒症毒素诱发的氧化应激是主因，然而这一理论无法完全解释临床观察到的血管异常。更引人深思的是，CKD患者的血管表型与早衰综合征(HGPS)存在惊人相似——后者由LMNA基因突变导致早衰蛋白(progerin)异常表达，引发全身性加速衰老。这提示早衰蛋白可能在CKD血管病变中扮演关键角色，但此前缺乏直接证据。

瑞典卡罗林斯卡医学院的Gwladys Revéchon团队在《Nature Aging》发表重要研究，首次揭示体细胞突变驱动的早衰蛋白表达是CKD血管早衰的关键推手。研究人员通过多组学分析、基因编辑小鼠模型和临床队列研究，证实血管平滑肌细胞中复发性LMNA c.1824C>T突变可诱导早衰蛋白表达，这些突变细胞具有克隆扩增能力，并通过引发DNA损伤应答(DDR)、内质网应激(ER stress)等分子事件导致血管功能障碍。

关键技术包括：1) 对50例CKD患者和34例对照的动脉样本进行免疫荧光染色和数字PCR(ddPCR)突变检测；2) 建立携带Lmna^1827T
突变(鼠源同源位点)的VSMC特异性谱系追踪小鼠(Myh11-CreERT2/R26R-Confetti)；3) 使用患者血清处理嵌合培养的诱导多能干细胞来源平滑肌细胞(viSMCs)模拟尿毒症环境。

主要研究发现：
Clustered and scattered progerin-expressing cells in CKD arteries
通过免疫染色发现82%的CKD患者动脉中存在早衰蛋白阳性VSMCs，阳性率高达8.1%，显著高于对照组。这些细胞既可分散存在，也会形成克隆样聚集。

LMNA1824T is a somatic mutation in progerin-expressing arteries
数字PCR检测显示78.3%的CKD动脉存在LMNA c.1824C>T体细胞突变，等位基因频率达11.32%，证实其为驱动早衰蛋白表达的关键突变。该突变在血液中仅以极低频率存在，提示其血管特异性。

Progerin-expressing cells proliferate in a uremic environment
体外实验表明，在尿毒症血清刺激下，早衰蛋白阳性细胞仍保持增殖能力，且与正常细胞相比更易发生内质网应激。

Indication of clonal propagation of progerin-expressing cells in CKD arteries
数学建模显示早衰蛋白阳性细胞的聚集非随机分布，且大簇(≥5细胞)数量与突变频率正相关，支持克隆扩增假说。

Progerin-expressing VSMCs have the capacity to clonally propagate in vivo
谱系追踪小鼠证实，携带Lmna^1827T
突变的VSMCs在出生后增殖期能形成更大克隆簇，且不被正常细胞淘汰。

Progerin contributes to ER stress, DNA damage and senescence in CKD arteries
CKD动脉中56.4%的早衰蛋白阳性细胞显示53BP1⁺
DNA损伤灶，其内质网应激标记BiP表达是对照细胞的2.3倍。

Progerin-expressing VSMCs induce early vascular aging phenotypes in mice
突变小鼠动脉出现VSMCs丢失、胶原沉积增加等典型血管老化表型，Runx2和Spp1等成骨基因表达上调提示钙化倾向。

这项研究开创性地揭示了体细胞突变通过"突变-克隆选择-功能衰退"模式参与CKD血管病变的新机制：尿毒症环境促进携带LMNA c.1824C>T突变的VSMCs克隆扩增，这些细胞产生的早衰蛋白通过持续激活DDR和ER应激通路，最终导致血管稳态失衡。这不仅解释了CKD患者心血管风险显著升高的分子基础，也为开发靶向早衰蛋白的治疗策略提供了理论依据。更深远的意义在于，该研究提示体细胞突变可能是慢性疾病组织功能衰退的普遍机制，为理解衰老相关疾病开辟了新视角。