Proteasome-activating peptide 1通过β5i-p53-SLC7A11轴减轻心脏缺血/再灌注诱导的铁死亡：机制与治疗潜力

本研究针对心脏缺血/再灌注（I/R）损伤中脂质过氧化与铁死亡的关键作用，探索了蛋白酶体激活肽1（PAP1）通过上调免疫蛋白酶体β5i亚基表达与活性，促进p53降解并激活SLC7A11-GPX4通路，从而抑制心肌细胞铁死亡和氧化应激的机制。研究通过动物模型和细胞实验证实，PAP1显著改善心脏收缩功能、减少梗死面积和炎症反应，为缺血性心脏病治疗提供了新靶点。

　　

心脏缺血/再灌注（I/R）损伤是冠状动脉疾病血运重建后的严重并发症，其核心病理机制包括心肌细胞死亡、氧化应激和炎症反应。近年来，铁死亡（ferroptosis）作为一种新型程序性细胞死亡方式被证实与I/R损伤密切相关，其特征是铁依赖的脂质过氧化积累和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）活性抑制。然而，如何靶向调控铁死亡的关键通路仍是临床难题。

北京朝阳医院的研究团队发现，免疫蛋白酶体亚基β5i在I/R损伤中表达降低，而外源性给予蛋白酶体激活肽1（PAP1）可特异性增强β5i的糜蛋白酶样活性。通过建立小鼠I/R模型和体外心肌细胞缺氧/复氧（H/R）模型，结合RNA测序、免疫共沉淀（Co-IP）和分子对接等技术，研究人员揭示了PAP1通过β5i-p53-SLC7A11轴发挥心脏保护作用的全新机制。

主要技术方法
研究采用C57BL/6J小鼠构建I/R模型，通过超声心动图评估心功能，TTC/Evans Blue染色测定梗死面积。体外实验使用新生大鼠心肌细胞（NRCMs）进行H/R处理，通过shRNA敲低β5i表达。采用Western blot检测β5i、p53、SLC7A11和GPX4蛋白水平，DHE荧光染色量化活性氧（ROS），并通过Co-IP验证β5i与p53的相互作用。

研究结果

1. PAP1上调心脏β5i表达与活性
   PAP1治疗显著恢复I/R心脏中β5i的mRNA和蛋白水平，抑制STAT3磷酸化，选择性增强糜蛋白酶样活性。

2. 改善I/R诱导的心功能损伤
   PAP1使射血分数（EF%）和短轴缩短率（FS%）提升50%，减少梗死面积和左心室扩张（LVIDd/s降低），同时降低血清乳酸脱氢酶（LDH）和炎症因子（IL-1β/6、TNF-α）水平。

3. 抑制铁死亡关键通路
   RNA测序显示PAP1下调p53信号和氧化应激相关基因。实验证实PAP1降低p53蛋白稳定性，增加SLC7A11（系统Xc^-转运体）和GPX4表达，减少丙二醛（MDA）和4-羟基壬烯醛（4-HNE）水平。

4. β5i与p53的相互作用机制
   ZDOCK预测显示β5i C端（73-275aa）与p53直接结合。Co-IP证明PAP1促进p53泛素化降解，而β5i抑制剂epoxomicin或shRNA-β5i可逆转该效应。

5. 体外验证
   在NRCMs中，PAP1通过β5i依赖的方式减少H/R诱导的ROS和细胞凋亡（TUNEL⁺细胞减少60%），p53抑制剂pifithrin-α可模拟PAP1的保护作用。

结论与意义
该研究首次阐明PAP1通过激活β5i促进p53降解，进而上调SLC7A11-GPX4轴抑制铁死亡的分子机制。这不仅为理解免疫蛋白酶体在心血管疾病中的作用提供了新视角，更为临床开发靶向β5i的缺血性心脏病治疗药物奠定了理论基础。论文发表于《Biomedicine》，为转化医学研究提供了重要依据。