MAPK14通过调控MYOCD/SRF与MRTFA/RUNX转录网络驱动血管平滑肌细胞退行性变促进腹主动脉瘤形成的新机制

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：MAPK14 converges on key transcriptional machinery to promote vascular smooth muscle cell degeneration in abdominal aortic aneurysm

本综述系统阐述了MAPK14（p38α）在腹主动脉瘤（AAA）形成中对血管平滑肌细胞（VSMC）退行性变的关键调控作用。研究通过整合单核多组学（snRNA/ATAC-seq）、染色质免疫沉淀（ChIP-seq）及湿实验验证，首次揭示MAPK14通过双向调控关键转录效应器MYOCD/SRF/CArG（促进收缩表型）与MRTFA/RUNX（驱动退行性表型），精确 orchestrate VSMC命运转换。VSMC特异性敲除Mapk14可显著缓解血管壁纤维化、内质网应激、氧化应激及细胞凋亡，并维持VSMC收缩程序。机制上，MAPK14不仅通过USP10介导的泛素-蛋白酶体途径稳定MRTFA蛋白，还抑制MYOCD/SRF/CArG转录活性，从而协同推动VSMC炎症、纤维化及钙化等退行性病变。该研究为MAPK14靶向治疗AAA提供了深入的理论依据和新的干预策略。

　　

MAPK14缺失在VSMCs中拮抗Ang II诱导的AAA模型中的VSMC退行性变

为系统表征AAA形成过程中VSMC的动态命运和状态，研究分离了载脂蛋白E敲除（Apoe^-/-）小鼠在不同时间点输注血管紧张素II（Ang II）后的腹主动脉（AA）。蛋白质印迹分析显示，Ang II输注7、14、21天后，AA中肌球蛋白重链11（MYH11）和肌动蛋白调节蛋白1（LMOD1）表达急剧降低，而内质网（ER）及未折叠蛋白反应（UPR）伴侣蛋白（如CALR、P4HB、HSPA5）、剪接型XBP1（XBP-1s）、应激转录因子ATF3/ATF6及凋亡标志物cleaved caspase 3（cl-CASP3）表达显著升高。免疫荧光共定位证实，Ang II输注后第7天和第21天，血管平滑肌标志物ACTA2表达减少的同时，P4HB在VSMCs中特异性诱导。二氢乙啶（DHE）染色显示，氧化应激随Ang II输注时间延长而渐进性增加。这些变化伴随pMAPK14的诱导。人AAA中膜层细胞也呈现pMAPK14水平升高。

与野生型（WT）小鼠相比，VSMC特异性Mapk14敲除（KO）小鼠在Ang II输注7天后，VSMC退行性变减轻，表现为ER应激、UPR、纤维化和凋亡标志物表达降低。组织学染色显示KO AA中膜及外膜厚度减少、纤维化减轻。COL1与ACTA2共染色揭示KO AA中膜及外膜胶原沉积减少。KO血管壁（尤其外膜）细胞增殖和炎性细胞浸润（Ki67、CD68、LGALS3染色阳性）显著下降。TNFα诱导的MAPK14活化及IL6分泌在KO中亦受抑制。DHE染色显示KO AA中膜层氧化应激大幅降低。此外，KO AA中ER/UPR标志物（HSPA5、P4HB、ATF4、ATF6）及凋亡标志cl-CASP3表达下调，TUNEL与ACTA2共染色进一步验证KO VSMC凋亡减少。透射电镜（TEM）显示KO VSMC中线粒体和ER结构完整性更佳，ER腔肿胀和线粒体内容物丢失现象较少。

snRNA-seq揭示VSMC特异性缺失MAPK14在AAA形成过程中保留血管完整性的转录组变化

对Ang II输注7天的WT与KO AA进行snRNA-seq，质控后获得7284（WT）和7811（KO）个高质量核。无监督聚类鉴定出9个细胞群：VSMC、间充质细胞、内皮细胞（EC）、成纤维细胞、巨噬细胞、T细胞、神经元、棕色脂肪细胞和增殖细胞群。KO AA中VSMC和间充质细胞比例（30%和25%）显著高于WT（17%和9%），而成纤维细胞、巨噬细胞、增殖细胞等比例下降。VSMC亚群分析识别出三个簇：收缩型SMC1（高表达Myh11、Myocd、Itga8）、EC样SMC2（高表达Pecam1、Heg1）和成纤维样SMC3（高表达Dcn、Pi16、Pdgfra）。SMC1在KO VSMC中占比升至75%（WT为41%），而退行性簇SMC2和SMC3在KO中分别降至15%和10%。SMC2和SMC3高表达细胞外基质（Col1a1、Col8a1）、促炎（Cd74、Runx1）、细胞死亡（Bax）及成骨软骨基因（Runx2、Spp1）。通路富集分析显示，WT VSMC中细胞外基质组织、骨发育、钙化、软骨形成、蛋白质折叠、炎症和凋亡通路上调，而KO VSMC中钾离子跨膜转运、肌动蛋白丝、钙离子转运、肌肉收缩、VSMC分化等通路上调。收缩标志基因（Myh11、Tagln、Itga8、Synpo2）及VSMC分化主调控因子Myocd在KO SMC1中表达显著增加。

snATAC-seq揭示Mapk14WT与KO小鼠AAA形成过程中不同的表观基因组特征

snATAC-seq质控后获得12318（WT）和8531（KO）个高质量核。整合snRNA-seq数据注释细胞簇后，发现KO AA中SMC和间充质细胞比例增加，而成纤维细胞、巨噬细胞和棕色脂肪细胞比例减少。VSMC亚群分析识别出五个簇：收缩型SMC1、SMC2以及退行性SMC3（纤维化）、SMC4（细胞死亡）和SMC5（EC样）。KO中SMC1比例增加，退行性簇SMC3–SMC5比例下降。基因活性分析显示，KO SMC1中收缩基因（Tagln、Lmod1、Itga8）活性升高，而退行性基因（如基质基因、细胞死亡基因）活性降低。转录因子（TF）motif活性分析表明，收缩相关TF（SRF、MEF2家族）活性与收缩基因活性正相关，与基质基因活性负相关；退行性相关TF（RUNX、IRF家族）则相反。SRF、MEF2C、NR3C2 motif活性在KO SMC1和SMC2中富集，而RUNX1、ELF3、USF1在退行性簇中活性升高。伪时间轨迹分析显示，从SMC1到SMC5，SRF、MEF2C、NR3C2 motif活性逐渐降低，而RUNX1、ELF3、USF1活性增加。

MAPK14缺失触发与收缩程序激活但退行性转录机器抑制相关的独特表观基因组特征

整合分析显示，KO VSMC中收缩相关TF（SRF、MEF2成员、NR3C2）motif活性上调，退行性相关TF（RUNX、ELF成员）活性下调。染色质可及性热图及基因活性热图进一步证实SRF、MEF2C在KO SMC1/2簇中活性增加，RUNX2在KO各SMC簇中活性降低。qRT-PCR和蛋白质印迹验证KO AA中SrfmRNA和蛋白水平上调，Runx1/Runx2mRNA及RUNX2蛋白水平下降。MYOCD/SRF/CArG靶基因富集于肌动蛋白丝、肌肉收缩和分化通路。SRF ChIP-seq与snATAC-seq整合鉴定出1943个保守的SRF/CArG靶基因，其中287个受MYOCD诱导。染色质可及性分析显示，KO VSMC中Carmn、Myh11、Synpo2等基因启动子/内含子区CArG元件可及性增加。此外，Myocd基因座多个峰值可及性在KO中升高，其基因活性和表达均上调。qRT-PCR和蛋白质印迹证实KO AA中Myocd及下游收缩基因（Myh11、Itga8、Tagln）表达增加。

Bcl2是MYOCD/SRF/CArG三联体的新靶点，在VSMCs中受MAPK14缺失上调

snRNA/ATAC-seq显示KO VSMC中Bcl2基因表达和活性升高。qRT-PCR验证KO AA中Bcl2mRNA水平上升。过表达MYOCD可诱导人主动脉平滑肌细胞（HASMCs）中BCL2mRNA和蛋白表达，该效应可被shSRF部分逆转。荧光素酶报告基因实验证实，MYOCD或SRF可激活含CArG框的鼠Bcl2启动子（-645 bp）活性，而突变CArG框后激活作用消失。SRF ChIP显示SRF富集于Bcl2启动子CArG区。过表达MYOCD可保护VSMC免受H₂O₂诱导的凋亡。人AAA组织免疫组化显示BCL2蛋白水平低于非AAA主动脉，免疫RNA荧光原位杂交显示AAA组织中MYOCDmRNA降低。

MAPK14缺失下调退行性基因表达并促进MRTFA泛素蛋白酶体降解

snATAC-seq显示KO VSMC中纤维化、炎症、细胞死亡相关基因（如Col3a1、Col8a1、Thbs1、Aim2）活性降低。qRT-PCR证实KO AA中纤维化（Col1a1、Col3a1、Cthrc1）、炎症（Thbs1）及ER应激（Hsp90ab1、Calr）基因表达下降。Ang II输注7天后，KO AA中MRTFA蛋白几乎完全缺失。siRNA敲低MAPK14降低HASMCs中MRTFA蛋白水平，而激活MAPK14（过表达MKK6）增加外源HA-MRTFA蛋白。MAPK14不影响MRTFAmRNA表达。蛋白酶体抑制剂MG132可逆转siMAPK14导致的MRTFA下调。免疫共沉淀显示siMAPK14处理的HASMCs中泛素化MRTFA水平升高。邻近连接实验（PLA）证实WT VSMC中MAPK14与MRTFA存在物理相互作用，KO中信号消失。KO AA中去泛素化酶USP10蛋白表达降低。过表达野生型USP10（Ad-USP10^WT）可增加MRTFA蛋白水平并减少其泛素化，而催化失活突变体（Ad-USP10^C424A）无此效应。

讨论

本研究通过整合多组学技术，阐明MAPK14作为上游信号枢纽，通过双向调控MYOCD/SRF/CArG（促进收缩表型）和MRTFA/RUNX（驱动退行性表型）转录网络，主导VSMC退行性变及AAA发生。MAPK14缺失通过提升MYOCD/SRF/CArG活性增强收缩程序，同时通过USP10介导的泛素-蛋白酶体途径促进MRTFA降解，抑制退行性进程。该反馈环路精细调控VSMC命运，为靶向MAPK14治疗AAA提供了新视角。