内皮细胞MerTK功能受损通过激活炎症反应和线粒体功能障碍加速动脉粥样硬化发展

本研究针对动脉粥样硬化（Atherosclerosis）发展过程中内皮细胞功能失调的机制难题，通过构建内皮细胞特异性MerTK基因敲除小鼠模型（MerTKflox/floxTie2Cre），结合多组学大数据分析、蛋白质组学和分子生物学技术，首次揭示内皮细胞MerTK缺失通过激活miR-218-5p/ECMerTK/MAPK信号轴，诱导线粒体功能障碍和NADPH氧化酶活化，进而促进炎症反应和平滑肌细胞表型转化，显著加速动脉粥样硬化斑块形成。该发现为心血管疾病防治提供了新的理论依据和潜在治疗靶点。

　　

在心血管疾病研究领域，动脉粥样硬化始终是威胁人类健康的头号杀手。这种慢性炎症性疾病以动脉壁内脂质积聚和斑块形成为特征，最终可能导致心肌梗死、中风等严重临床事件。尽管已知巨噬细胞主导的凋亡细胞清除（efferocytosis）过程在动脉粥样硬化中发挥关键作用，但血管最内层的守护者——内皮细胞（Endothelial Cells, ECs）在此过程中的具体功能机制仍笼罩在迷雾之中。

MER原癌基因酪氨酸激酶（MerTK）作为efferocytosis的核心受体，以往研究多聚焦于其在巨噬细胞中的功能。然而最新证据表明，主动脉内皮细胞同样高表达MerTK，并表现出强大的凋亡细胞清除能力。特别是在血流剪切力改变的血管区域，内皮细胞MerTK对维持血管稳态可能具有独特作用。但一个关键科学问题尚未解答：内皮细胞MerTK是否直接参与动脉粥样硬化的发展进程？其背后的分子机制又是如何？

为解开这一谜团，来自佐治亚州立大学的研究团队开展了一项多层次、多维度的创新研究。研究人员巧妙构建了内皮细胞特异性MerTK基因敲除小鼠模型（MerTK^flox/floxTie2^Cre），通过尾静脉注射AAV8-PCSK9病毒颗粒并结合高脂饮食喂养，成功建立了早期动脉粥样硬化模型。这项研究综合运用了大数据分析、人类组织微阵列分析、蛋白质组学技术、免疫荧光染色和分子生物学实验等方法，其中人类动脉粥样硬化组织样本来源于GEO数据库的GSE28829数据集，包含17例颈动脉粥样硬化标本（9例早期病变和8例晚期病变）。

研究结果部分呈现了丰富的发现：

Big data analytics and microarray analysis summarize the key signaling pathways in human atherosclerotic tissues

通过对98,881项交叉分析（包括234项针对主动脉弓的分析）的大数据挖掘，研究人员发现炎症反应在动脉粥样硬化中占主导地位。人类微阵列数据分析进一步证实，晚期动脉粥样硬化组织中炎症信号（如TNF、IFN-γ、IL1家族）显著激活，而保护性因子（如ApoE、SOCS1、IL1RN）则受到抑制。有趣的是，RNA-seq数据分析显示，与正常对照组相比，MerTK在胚胎主动脉中高表达，但在心血管疾病中显著抑制，特别是在呼吸道疾病相关的心血管疾病中。

Endothelial MerTK impairment promotes atherosclerotic plaque formation

体内实验表明，与对照组MerTK^flox/flox小鼠相比，MerTK^flox/floxTie2^Cre小鼠出现明显的动脉粥样硬化斑块形成。免疫组化分析显示，内皮细胞MerTK缺失导致Cav-1表达增加（提示脂质沉积），同时炎症标志物（IL-1β、MCP-1、NF-κB、TNF-α、IFN-γ）表达显著上调，而保护性因子ApoE表达下降。

Endothelial MerTK deficiency promotes mitochondrial dysfunction in atherosclerosis

NADPH氧化酶亚基（p22^phox、p47^phox和gp91^phox）在内皮细胞和平滑肌细胞中的表达均显著增加，表明氧化应激增强。同时，MAPK信号通路关键成员（ERK、p38和JNK）的活化程度也明显升高。值得注意的是，平滑肌细胞标志物α-SMA表达急剧下降，表明平滑肌细胞发生了从收缩型向合成型的表型转化。

Endothelial MerTK-related overall signaling pathway and upstream regulators based on proteomics

蛋白质组学分析揭示了1548个蛋白质的表达变化，其中97个发生显著改变（24个下调，73个上调）。图形化摘要显示，MerTK^flox/floxTie2^Cre小鼠中EGF、IGF1、CSF1、HIF1α和MAPK亚基等信号分子显著上调，而LARP1、KLF15、PNPLA2、PPARGC1α等则下调。特别值得注意的是，线粒体功能障碍被确定为内皮细胞MerTK介导的动脉粥样硬化的关键通路。

Causal network analysis emphasizes the role of MAPK signaling in endothelial MerTK-mediated atherosclerosis

因果网络分析确定了多种上调的信号通路，包括MAPK家族和TGFβ家族。同时，分析还发现了几种与内皮细胞MerTK缺失介导的动脉粥样硬化相关的microRNAs，包括抑制性的miR-217-5p、miR-451和miR-3133，以及激活性的miR-218、miR-199a-5p和miR-185。值得注意的是，许多这些microRNAs调控MAPK信号通路。

Multi-comparisons reveal shared signaling in different atherosclerosis projects

通过将MerTK^flox/floxTie2^Cre介导的动脉粥样硬化模型与IPA数据库中的其他动脉粥样硬化模型进行比较，研究人员发现促炎信号（如TNF、IL1A、IL1B）和其他信号通路（如AGT、IFR2BP2、PPARGC1A）的共同激活。与其它动脉粥样硬化项目相比，MerTK^flox/floxTie2^Cre小鼠的线粒体功能障碍明显加重。

The axis of miR-218-5p/EC^MerTK/MAPK plays a key role in endothelial MerTK-mediated atherosclerosis

机制研究表明，miR-218-5p是MerTK^flox/floxTie2^Cre小鼠中下调最明显的microRNA。实验证明，MerTK CRISPR/Cas9 KO质粒转染可显著诱导原代人主动脉内皮细胞中p-JNK、p-p38和p-ERK的表达。而用miR-218-5p模拟物预处理可显著抑制UNC569和UNC5293（MerTK抑制剂）介导的p-JNK、p-p38和p-ERK表达，表明miR-218-5p/EC^MerTK/MAPK轴在内皮细胞MerTK介导的动脉粥样硬化中发挥关键作用。

本研究通过多层次证据链，首次系统阐述了内皮细胞MerTK在动脉粥样硬化发生发展中的关键作用及其分子机制。研究发现不仅揭示了内皮细胞MerTK功能受损通过miR-218-5p/EC^MerTK/MAPK轴导致线粒体功能障碍、NADPH氧化酶激活和炎症反应加剧，进而促进平滑肌细胞表型转化和动脉粥样硬化斑块形成，而且通过多模型比较分析验证了这一机制的普遍性和重要性。

该研究的创新点在于将研究焦点从传统的巨噬细胞efferocytosis转向了内皮细胞的作用，发现了内皮细胞MerTK功能完整性对维持血管稳态的关键意义。特别是提出的miR-218-5p/EC^MerTK/MAPK信号轴，为理解动脉粥样硬化的发病机制提供了新视角，也为开发针对内皮细胞MerTK的治疗策略奠定了理论基础。

这些发现具有重要的临床转化价值：一方面，内皮细胞MerTK可能成为评估动脉粥样硬化风险的生物标志物；另一方面，恢复或增强内皮细胞MerTK功能可能成为预防和治疗动脉粥样硬化的新策略。未来的研究可进一步探索通过药物或基因手段靶向这一信号轴的治疗潜力，为心血管疾病防治开辟新的途径。

本研究发表于《Redox Biology》期刊，该杂志专注于氧化还原生物学领域的高水平研究，本文的发表也体现了该研究在氧化应激与心血管疾病交叉领域的重要学术价值。