《Hypertension in Pregnancy》：KAT2A promotes NLRP3-mediated trophoblast pyroptosis in preeclampsia by the succinylation
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本研究首次揭示了琥珀酰转移酶KAT2A在子痫前期（PE）中的关键作用。研究发现，KAT2A通过促进NLRP3蛋白K21位点的琥珀酰化修饰，增强其稳定性，从而激活NLRP3炎症小体，诱导滋养细胞焦亡。该研究为PE的发病机制提供了新的理论依据，并提示KAT2A可能是治疗PE的潜在靶点。
KAT2A介导的琥珀酰化在子痫前期中异常表达
子痫前期（PE）是一种复杂的妊娠期疾病，以新发高血压和蛋白尿为主要特征，严重威胁母婴健康。胎盘发育不良是PE的重要发病机制，其中滋养细胞功能障碍扮演了关键角色。焦亡是一种程序性细胞死亡方式，其过度激活与多种产科疾病的发生发展密切相关。近年来，蛋白翻译后修饰（PTMs）在疾病发病机制中的作用日益受到关注。琥珀酰化是一种新发现的PTM，通过在赖氨酸残基上添加琥珀酰基团来影响底物蛋白的稳定性、定位和活性。赖氨酸乙酰转移酶2A（KAT2A）不仅是一种组蛋白乙酰转移酶，最近也被发现具有琥珀酰转移酶活性，可调控多种细胞过程。然而，琥珀酰化在PE中的作用尚不明确，KAT2A是否参与PE的发病机制也仍是未知数。
为了探究KAT2A在PE中的作用，研究人员首先建立了PE大鼠模型。结果显示，与正常组相比，PE大鼠的收缩压（SBP）显著升高，表明模型构建成功。进一步检测发现，PE大鼠胎盘中总赖氨酸琥珀酰化水平显著升高。通过对琥珀酰化相关酶的表达谱进行分析，研究人员发现，琥珀酰转移酶CPT1A、KAT2A和HAT1的表达在PE组中显著上调，而去琥珀酰酶SIRT5和SIRT7的表达则显著下调。其中，KAT2A的上调倍数最高，因此被选为后续研究的重点。此外，研究人员还通过缺氧/复氧（H/R）处理人绒毛膜滋养细胞系HTR-8/SVneo构建了体外细胞模型，并证实KAT2A在细胞模型中也呈高表达。这些结果提示，KAT2A可能通过促进琥珀酰化修饰参与了PE的发病过程。
KAT2A敲低抑制滋养细胞焦亡
为了明确KAT2A的功能，研究人员在HTR-8/SVneo细胞中敲低了KAT2A的表达。结果显示，在H/R诱导的细胞模型中，乳酸脱氢酶（LDH）活性显著升高，而敲低KAT2A则能有效降低LDH活性，表明KAT2A沉默有助于减轻细胞损伤。焦亡是促进PE进展的关键因素，因此研究人员进一步评估了KAT2A对焦亡的影响。研究发现，H/R处理或LPS+ATP（阳性对照）处理均能显著升高细胞培养上清液中白细胞介素-1β（IL-1β）和IL-18的水平，而敲低KAT2A则能逆转这种升高。流式细胞术检测结果显示，H/R或LPS+ATP处理显著提高了细胞的焦亡率，而KAT2A敲低则能有效抑制这种焦亡。此外，蛋白质印迹（Western blotting）分析表明，H/R或LPS+ATP处理上调了焦亡相关因子NLRP3、caspase-1 p20（casp-1 p20）和GSDMD-N的蛋白水平，而敲低KAT2A则能逆转这种上调。然而，pro-caspase-1（pro-casp-1）和GSDMD的蛋白水平在各组间无显著差异。综上所述，KAT2A敲低能够抑制H/R诱导的滋养细胞焦亡。
KAT2A敲低在体内降低血压并抑制焦亡
为了验证KAT2A在体内的作用，研究人员在PE大鼠模型建立前，通过尾静脉注射腺病毒包装的shKAT2A（ADV-shKAT2A）来敲低KAT2A的表达。结果显示，PE大鼠胎盘中KAT2A蛋白水平显著上调，而ADV-shKAT2A处理则能有效逆转这种上调。在妊娠过程中，PE大鼠的体重增长缓慢，而敲低KAT2A则能逆转L-NAME引起的体重增长缓慢。在妊娠第20天，研究人员检测了母鼠的血压和尿蛋白水平。结果显示，PE大鼠的收缩压（SBP）、舒张压（DBP）和平均动脉压（MABP）均显著升高，尿蛋白水平也显著升高，而敲低KAT2A则能有效降低这些指标。此外，PE大鼠的胎盘重量和胎儿重量均低于正常组，而敲低KAT2A则能增加PE大鼠的胎盘和胎儿重量。苏木精-伊红（H&E）染色结果显示，PE导致胎盘部分坏死，螺旋动脉管腔变大，基底膜不规则增厚，细胞结节增多，而敲低KAT2A则能改善这些病理变化。最后，研究人员检测了大鼠胎盘中焦亡相关因子的表达。结果显示，PE大鼠胎盘中NLRP3、casp-1 p20和GSDMD-N的蛋白水平显著升高，而敲低KAT2A则能逆转这种升高。这些发现表明，沉默KAT2A能够通过抑制焦亡来改善PE。
KAT2A促进NLRP3在K21位点的琥珀酰化
为了探究KAT2A的作用机制，研究人员评估了KAT2A介导的焦亡相关因子的琥珀酰化。由于NEK7、NLRP3和ASC在焦亡中扮演重要角色，研究人员选择了这三个蛋白进行研究。免疫共沉淀（Co-IP）和蛋白质印迹分析结果显示，敲低KAT2A降低了NLRP3的琥珀酰化水平，但对NEK7和ASC的琥珀酰化水平无显著影响。此外，在HTR-8/SVneo细胞中过表达KAT2A，发现KAT2A过表达能够增加NLRP3的琥珀酰化水平和蛋白水平。Co-IP实验进一步证实了KAT2A和NLRP3蛋白之间存在相互作用。为了确定NLRP3的琥珀酰化位点，研究人员利用GPSuc数据库进行了预测，发现NLRP3蛋白的琥珀酰化位点可能位于K21、K375和K828位点。通过构建这些位点的突变体（K21R、K375R、K828R）并进行验证，研究人员发现，在KAT2A过表达条件下，K21R突变组的NLRP3琥珀酰化水平低于野生型（WT）组，且NLRP3蛋白水平也呈现相同的下降趋势；而K375R和K828R突变则不影响NLRP3的琥珀酰化和蛋白水平。此外，放线菌酮（CHX）追踪实验结果显示，K21R突变组的NLRP3蛋白稳定性低于WT组。综上所述，KAT2A通过促进NLRP3在K21位点的琥珀酰化，从而增强了其蛋白稳定性。
过表达NLRP3逆转KAT2A敲低对焦亡的抑制作用
为了验证KAT2A/NLRP3轴是否调控滋养细胞焦亡，研究人员进行了挽救实验。在HTR-8/SVneo细胞中过表达NLRP3，并评估其在细胞模型中的作用。结果显示，在H/R诱导的细胞模型中，敲低KAT2A能够降低LDH活性，而过表达NLRP3则能逆转这种降低。此外，敲低KAT2A能够降低细胞培养上清液中IL-1β和IL-18的水平，而过表达NLRP3则能逆转这种降低。流式细胞术检测结果显示，敲低KAT2A能够抑制细胞焦亡，而过表达NLRP3则能逆转这种抑制作用。蛋白质印迹分析进一步证实，敲低KAT2A能够下调NLRP3、casp-1 p20和GSDMD-N的蛋白水平，而过表达NLRP3则能逆转这种下调。这些结果表明，敲低KAT2A通过下调NLRP3的表达来抑制滋养细胞焦亡。
讨论与展望
本研究首次揭示了琥珀酰转移酶KAT2A在PE中的关键作用。研究发现，KAT2A在PE大鼠模型和体外细胞模型中均呈高表达。功能实验表明，敲低KAT2A能够抑制H/R诱导的滋养细胞焦亡，并能在体内改善PE大鼠的血压、尿蛋白水平及胎盘病理损伤。机制研究揭示，KAT2A通过促进NLRP3蛋白K21位点的琥珀酰化修饰，增强了NLRP3的蛋白稳定性，从而激活NLRP3炎症小体，诱导滋养细胞焦亡。挽救实验进一步证实，过表达NLRP3能够逆转KAT2A敲低对焦亡的抑制作用。这些发现不仅为PE的发病机制提供了新的理论依据，也提示KAT2A可能是治疗PE的潜在靶点。然而，本研究也存在一定的局限性，例如尚未在PE临床样本中研究KAT2A的表达和意义。未来，如何将本研究结果转化为临床应用，仍需更多的研究来进一步验证。
