CELF4通过抑制FMO2促进心脏纤维化：揭示心力衰竭治疗新靶点

本研究针对心脏纤维化这一导致心力衰竭(HF)的关键病理过程，首次揭示了RNA结合蛋白CUGBP Elav-like family member 4(CELF4)通过结合FMO2的3'UTR抑制其表达，进而激活Smad2/3信号通路促进心脏纤维化的分子机制。研究人员通过构建CELF4基因敲除小鼠模型，结合TAC手术和细胞实验证实，抑制CELF4可显著改善压力超负荷诱导的心脏重构和功能障碍。该发现为开发靶向CELF4的抗心脏纤维化疗法提供了理论依据，具有重要临床转化价值。

　　

心脏作为人体最重要的动力器官，其功能衰退将直接威胁生命。心力衰竭(HF)作为各种心脏疾病的终末阶段，全球发病率持续攀升，但针对其核心病理环节——心脏纤维化的特异性治疗手段仍属空白。当心脏长期承受压力超负荷时，心肌成纤维细胞(CFs)异常活化，大量分泌胶原蛋白形成"疤痕组织"，最终导致心脏"僵硬"失去弹性。这种病理性重构过程中，转化生长因子-β1(TGF-β1)/Smad信号通路的过度激活被认为是关键驱动因素，然而其上游调控机制尚未完全阐明。

蚌埠医学院第一附属医院的研究团队在《BMC Cardiovascular Disorders》发表的研究成果，首次揭示了RNA结合蛋白(RBP)家族成员CELF4在心脏纤维化中的核心作用。研究人员通过构建全局性CELF4基因敲除(CELF4^-/-)小鼠，结合横向主动脉缩窄术(TAC)建立压力超负荷模型，发现CELF4缺失可显著改善心脏功能，减少胶原沉积。体外实验进一步证实，CELF4特异性表达于CFs中，经TGF-β1诱导后显著上调，并通过结合黄素单加氧酶2(FMO2)mRNA的3'非翻译区(3'UTR)抑制其表达，从而解除对Smad2/3磷酸化的抑制作用，最终促进CFs活化与纤维化进程。

研究主要采用四种关键技术：1)通过TAC手术建立小鼠压力超负荷模型；2)利用全局性基因敲除小鼠研究CELF4功能；3)采用RNA下拉和荧光素酶报告基因实验验证CELF4与FMO2的相互作用；4)通过EdU增殖实验和Transwell迁移实验评估CFs活性。

CELF4在衰竭心脏中上调
通过动态监测TAC术后小鼠发现，CELF4表达随心脏功能恶化逐渐升高，第10天达峰值。细胞分选显示CELF4主要富集于CFs，且可被TGF-β1特异性诱导，而在心肌细胞中无此现象。

CELF4缺失减轻心脏重构
CELF4^-/-小鼠术后4周表现出显著改善：心脏重量/胫骨长度比(HW/TL)降低28%，左室射血分数(LVEF)提高15%，纤维化面积减少26%。组织学分析显示心肌细胞横截面积和凋亡率无显著变化，证实CELF4主要作用于CFs。

CELF4调控CFs活化
体外实验表明，CELF4缺失使TGF-β1诱导的CFs迁移减少42%，增殖率下降35%，同时胶原I和α-SMA表达显著降低。值得注意的是，CELF4对心肌肌钙蛋白T(TNNT2)的表达无显著影响。

CELF4-FMO2-Smad2/3轴机制
RNA下拉实验首次证实CELF4直接结合FMO2的3'UTR。CELF4缺失使FMO2蛋白水平升高2.1倍，而mRNA不变，证实其为转录后调控。荧光素酶报告显示，CELF4通过3'UTR特定区域(Mut2)抑制FMO2转录活性。当敲低FMO2时，CELF4缺失对Smad2/3磷酸化的抑制作用被部分逆转。

这项研究不仅首次阐明CELF4在心脏纤维化中的关键作用，更创新性地发现其通过FMO2-Smad2/3轴调控CFs活化的分子机制。相较于已知的CELF家族成员如CELF1在心肌细胞中的作用，CELF4展现出细胞特异性调控优势。从转化医学角度看，靶向CELF4可同时干预TGF-β信号通路和氧化应激反应(FMO2为NADH/FAD依赖酶)，具有多重调控效益。研究为开发特异性抗心脏纤维化药物提供了新靶点，未来可通过高通量筛选寻找CELF4小分子抑制剂，或设计靶向其RNA结合域的反义寡核苷酸，为心力衰竭患者带来新的治疗希望。