PKA介导的BMAL1磷酸化促进β1 -肾上腺素受体自身抗体诱导的心肌细胞死亡：昼夜节律紊乱与心血管疾病的新机制

本研究揭示了β1 -肾上腺素受体自身抗体（β1 -AA）通过激活PKA促进BMAL1蛋白Ser42位点磷酸化，导致其胞质滞留、抑制下游时钟基因转录，最终诱发心肌细胞死亡的分子机制。山西医科大学团队首次阐明昼夜节律核心调控因子BMAL1的异常磷酸化在心血管疾病中的病理作用，为β1 -AA阳性患者提供了潜在治疗靶点。

　　

昼夜节律紊乱与心血管疾病的致命关联
心血管疾病已成为中国城乡居民死亡的首要原因，其中心肌细胞死亡是导致心功能不全的关键因素。有趣的是，长期熬夜、轮班工作等破坏昼夜节律的行为会显著增加心脏病风险，这提示生物钟调控可能与心肌细胞存活存在深刻联系。BMAL1作为昼夜节律核心转录因子，其缺失会导致心肌细胞死亡，但具体机制尚未阐明。与此同时，β₁
-肾上腺素受体自身抗体（β₁
-AA）在多种心血管疾病患者血液中被检出，能持续激活β₁
-AR引发心肌损伤。山西医科大学的研究团队发现这两个看似独立的现象可能存在分子层面的交汇点，由此展开了一项揭示生物钟蛋白异常修饰如何介导心肌细胞死亡的开创性研究。

关键技术方法
研究团队建立了β₁
-AA主动免疫小鼠模型，采用昼夜时间（CT）采样系统收集心肌组织；利用H9c2心肌细胞系进行体外节律同步化实验；通过siRNA基因沉默、磷酸化位点突变体（S42D/S42A）构建等分子生物学手段；结合亚细胞组分分离、免疫共沉淀、蛋白质印迹等技术分析BMAL1的时空分布；采用JTK_CYCLE算法进行昼夜节律分析。

β₁
-AA破坏BMAL1节律性表达
在动物模型中，β₁
-AA显著打乱了心肌组织BMAL1蛋白的昼夜振荡模式，表现为CT12、CT16和CT20时间点的异常高表达。体外实验显示H9c2细胞经β₁
-AA处理后，BMAL1在CT8时相特异性上调（JTK_CYCLE节律性p值从0.044变为0.128）。但令人意外的是，BMAL1基因沉默并不能逆转β₁
-AA诱导的细胞活力下降，暗示异常蛋白修饰而非单纯表达量变化才是关键因素。

磷酸化驱动的BMAL1胞质滞留

免疫荧光和细胞组分分离实验证实，β₁
-AA处理导致BMAL1在胞质异常聚集（图3）。进一步研究发现Ser42位点磷酸化水平在CT8和CT16显著升高，且磷酸化BMAL1主要分布于胞质。通过构建磷酸化模拟突变体S42D证实，该修饰直接促使BMAL1滞留胞质，而无法进入细胞核激活下游时钟基因Per2和Nr1d1（REV-ERBα）的转录。

PKA是幕后磷酸化激酶

生物信息学预测结合实验验证锁定PKA为关键激酶。免疫共沉淀显示β₁
-AA增强PKA与BMAL1的相互作用（图4），使用PKA抑制剂H89或PRKACA基因沉默均可阻断β₁
-AA诱导的BMAL1磷酸化。更重要的是，去磷酸化模拟突变体S42A不仅能恢复BMAL1核转位，还可挽救Per2/Nr1d1表达下降和细胞活力减弱，构建了完整的病理机制链条。

研究启示与展望
该研究首次阐明β₁
-AA-PKA-BMAL1磷酸化轴通过破坏昼夜节律转录网络导致心肌细胞死亡的分子机制，为临床免疫吸附疗法提供了理论补充。Yuan Yuan、Li Wang等研究者创新性地将自身抗体病理与生物钟调控相联系，提示针对BMAL1磷酸化的干预（如PKA抑制剂或S42位点靶向药物）可能成为β₁
-AA阳性患者的新型治疗策略。未来研究需在动物模型中验证BMAL1磷酸化的病理重要性，并探索胞质滞留BMAL1是否参与其他死亡信号通路激活。发表于《iScience》的这项成果，为理解心血管疾病中代谢紊乱、神经调控与生物钟失调的复杂互作开辟了新视角。