《European Journal of Pharmacology》：Trans-cinnamaldehyde targets VASH1 to reverse microtubule detyrosination and cardiac hypertrophy
编辑推荐：
•反式肉桂醛（TCA）减少肥大心肌细胞中过度的α-微管蛋白去酪氨酸化。•TCA保持T小管完整性并抑制STIM1/Orai1介导的储存钙诱导钙释放（SOCE）。•TCA恢复钙处理、肌节收缩与舒张功能，并缓解心脏肥厚及舒张功能障碍。•VASH1是TCA的直接治疗靶点，因为VASH
- •
反式肉桂醛（TCA）减少肥大心肌细胞中过度的α-微管蛋白去酪氨酸化。
- •
TCA保持T小管完整性并抑制STIM1/Orai1介导的储存钙诱导钙释放（SOCE）。
- •
TCA恢复钙处理、肌节收缩与舒张功能，并缓解心脏肥厚及舒张功能障碍。
- •
VASH1是TCA的直接治疗靶点，因为VASH1过表达可消除其心脏保护作用。
引言
越来越多的证据表明，微管作为非肌节细胞骨架的核心成分，深度参与心肌肥厚和心力衰竭的病理进展（LeBar等，2024；ter Keurs，1998）。微管是由13条原丝组装而成的中空管状结构，直径约25纳米，每条原丝由线性排列的α/β-微管蛋白异二聚体组成（Kavallaris，2010；McKenna等，2023）；其动态稳态受持续聚合和解聚的调控，决定了心肌细胞中微管的密度和力学特性（Luchniak等，2023；Molines等，2022）。微管蛋白的翻译后修饰（PTMs），包括α-微管蛋白的去酪氨酸化、乙酰化和多聚谷氨酰胺化，以及β-微管蛋白的糖基化和磷酸化，是调控微管动态的关键机制（Naren等，2023；Sébastien等，2025；Sobierajska等，2019）。值得注意的是，α-微管蛋白的酪氨酸化/去酪氨酸化循环是一种可逆且具有进化保守性的PTM，它紧密调控微管的稳定性（Fu等，2023；Tang等，2023）。在此循环中，血管抑制素1/2（VASH1/2）与小血管抑制素结合蛋白（SVBP）形成的复合物催化α-微管蛋白C末端酪氨酸残基的移除，从而生成去酪氨酸化的微管蛋白；而微管蛋白酪氨酸连接酶（TTL）介导酪氨酸的重新附着，使微管蛋白恢复酪氨酸化状态，从而维持微管的动态平衡（Liu等，2019；Yue等，2023）。
越来越多的临床和临床前证据表明，心力衰竭与α-微管蛋白去酪氨酸化增加和微管密度升高相关，这导致心肌僵硬并损害舒张功能（Caporizzo等，2020；Eaton等，2024；Schulz L.等，2022）。重要的是，通过药理学手段使用小分子VASH抑制剂（如EpoY）或通过基因手段进行VASH1敲低或TTL过表达来抑制微管去酪氨酸化，可降低心肌细胞的粘弹性，改善心肌顺应性和舒张功能，并逆转病理性重构（Chen等，2020；Pietsch等，2024c）。综合以上发现，靶向微管去酪氨酸化是治疗心力衰竭的一种有前景的治疗策略。
Ramulus Cinnamomi（中药称桂枝）为樟科植物Cinnamomum aromaticum Nees的干燥枝条。作为古代经典方剂中使用频率最高的药材之一，数千年来一直被广泛应用于心血管疾病的治疗（Liu J.等，2020）。Ramulus Cinnamomi及其活性成分具有广泛的药理作用，包括抗炎、免疫调节、心血管保护、改善内皮功能、抗菌活性和代谢调节（Delgadillo-Centeno等，2023；Kim M.H.等，2023；Liu等，2024）。
反式肉桂醛（TCA）是Ramulus Cinnamomi的主要活性成分，占其挥发油的70%–80%，是负责其心脏保护作用的主要生物活性物质。现代药理学研究已证实TCA具有广泛的 kardio血管益处：通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路减轻心肌缺血再灌注损伤（Lan等，2023）；通过靶向GRK2并激活AMPK/PGC-1α轴改善心肌脂肪酸代谢并抑制心力衰竭进展（Xu等，2024）；以及通过抑制TLR4-NOX4/ROS自噬通路抑制LPS诱导的心脏功能障碍（Zhao等，2016）。
我们课题组先前的研究表明，TCA在内体浓度50 mg/kg、体外浓度5 μM时可减轻苯肾上腺素（PE）诱导的病理性心肌肥厚。我们还报道了TCA可减轻PE诱导的VASH1和SVBP表达上调以及心肌微管去酪氨酸化增加（Qian等，2022；Tian等，2022）。然而，改善VASH1/微管去酪氨酸化是否代表TCA治疗心肌肥厚和心力衰竭的核心机制尚不明确。为解决这一问题，我们进行了分子对接、细胞热转移分析（CETSA）以及基因救援实验（在细胞和小鼠中进行VASH1过表达）。我们的发现表明，VASH1/微管去酪氨酸化可能是TCA缓解心肌肥厚的关键靶点。
章节摘要
药物与试剂
反式肉桂醛（TCA）（GC纯度≥99.0%，货号239968）购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯市）。用于体外实验的苯肾上腺素（PE）购自Tocris Bioscience（货号HY-B0769），用于体内实验的苯肾上腺素购自Sigma-Aldrich（货号P1240000）。腺病毒载体（Adv-空载体、Adv-VASH1过表达、Adv-VASH1敲低）和腺相关病毒载体（AAV-空载体、AAV-VASH1过表达）购自上海
VASH1调节心肌细胞中的微管去酪氨酸化、T小管排列、钙瞬变和肌节缩短
已有研究表明，微管缺陷可导致T小管紊乱和钙失调（Prins等，2016；Zhang等，2014）。因此，我们提出VASH1是否参与T小管排列和钙处理的假设。为此，我们构建了VASH1过表达和敲低的腺病毒载体。这些载体被转染至成年小鼠原代心肌细胞中，并与苯肾上腺素（PE）干预相结合。免疫荧光和Western blot分析（图1A-D）
讨论
越来越多的研究发现，心肌细胞中的微管密度与心脏重构和舒张功能呈负相关（Caporizzo等，2020；Cheng等，2008）。值得注意的是，α-微管蛋白去酪氨酸化已被证明可直接导致心脏功能障碍，而微管蛋白酪氨酸连接酶（TTL）可逆转该修饰并改善心脏功能（Pietsch等，2024a；Pietsch等，2024c；Sanyal等，2023）。这些发现共同表明
CRediT作者贡献声明
郭伟：形式分析、数据整理。赵佩：项目管理。陈慧华：可视化、验证。陆蓉：项目管理、资金获取、概念构思。黄佳悦：验证、调查研究。李荣山：软件、形式分析。姚瑞雪：方法学、调查研究。张晨：写作 – 审阅与编辑、项目管理、资金获取、概念构思。 Shan晓莉：写作 – 初稿撰写、方法学、调查研究、形式分析。
未引用参考文献
Caporizzo和Prosser，2022；Liu等，2020；ter Keurs，1998。
伦理声明
本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经上海中医药大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准。（批准号：PZSHUTCM2503050001）
伦理声明
上海中医药大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准了所有实验方案，实验按照ARRIVE指南和美国国立卫生研究院（NIH）《实验室动物护理和使用指南》进行。（批准号：PZSHUTCM2503050001）。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
资金支持
本研究受国家自然科学基金委员会资助（批准号：82274132和82574971）
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
Shan晓莉|Yang宋茹|Yao瑞雪|Huang佳悦|Li荣山|Zhao佩|Guo伟|Chen慧华|Lu蓉|Zhang晨
