内皮细丝蛋白C通过PINK1/Parkin依赖性线粒体自噬及mtDNA-cGAS-STING炎症抑制减轻动脉粥样硬化

《Journal of Cardiovascular Development and Disease》：Endothelial Filamin C Alleviates Atherosclerosis via PINK1/Parkin-Dependent Mitophagy and mtDNA-cGAS-STING Inflammation Suppression

　　

内皮功能障碍和线粒体自噬受损是动脉粥样硬化进展的核心病理驱动因素，然而在血管内皮中调控该过程的上游分子调节因子在很大程度上仍未被阐明。本研究阐明了细丝蛋白C（FLNC）在动脉粥样硬化相关内皮损伤中的功能作用及机制基础。研究人员分析了来自接受颈动脉内膜剥脱术患者的20对人颈动脉斑块及邻近正常血管组织中的FLNC表达谱。在体外，研究人员使用氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）刺激CRISPRa/CRISPRi稳定人脐静脉内皮细胞（HUVEC）系，并采用药理学（Mdivi-1）和遗传学（si-PINK1/si-Parkin）拯救实验来验证因果信号。在体内，研究人员给Tie2启动子驱动的内皮特异性FLNC过表达ApoE^?/?小鼠喂食高脂饮食以诱导动脉粥样硬化病变。FLNC在人斑块、ox-LDL处理的HUVEC和动脉粥样硬化小鼠主动脉中显著下调。FLNC过表达减轻了内皮细胞凋亡和氧化应激，而其敲低则加重了这些损伤。在机制上，FLNC激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬，以限制胞质mtDNA泄漏并抑制随后cGAS-STING炎症级联的激活。抑制线粒体自噬或沉默PINK1/Parkin完全消除了FLNC的细胞保护作用，且内皮FLNC过表达在体内延缓了斑块进展。总之，研究人员的发现将FLNC确定为一种新型内源性内皮线粒体自噬调节因子，揭示了一种此前未被报道的调控机制，并支持FLNC作为动脉粥样硬化疾病有前景的治疗靶点。

**论文解读：内皮细丝蛋白C经PINK1/Parkin依赖性线粒体自噬与mtDNA-cGAS-STING炎症抑制减轻动脉粥样硬化**

**一、研究背景与科学问题**

动脉粥样硬化相关心脑血管疾病是全球死亡的首要原因。血管内皮作为血管壁的生理屏障，其功能障碍是动脉粥样硬化的起始事件，并贯穿斑块起始、进展、失稳定和破裂全过程。内皮细胞凋亡、氧化应激失调和过度炎症激活共同损害内皮屏障功能，促进脂质沉积和单核细胞浸润。线粒体功能障碍是内皮损伤的早期关键事件，而线粒体自噬作为主要的线粒体质量控制机制，通过自噬溶酶体系统选择性清除受损线粒体以维持细胞稳态。PINK1/Parkin信号通路是经典线粒体自噬通路，其功能障碍可导致受损线粒体大量积累，引发线粒体活性氧（mtROS）爆发、膜电位下降和细胞凋亡。近年研究表明，受损线粒体释放的线粒体DNA（mtDNA）可作为信号激活胞质cGAS-STING通路，触发炎症级联驱动动脉粥样硬化。然而，内皮细胞中PINK1/Parkin-mtDNA-cGAS-STING轴的上游内源性调控因子仍不明确。细丝蛋白C（FLNC）作为肌动蛋白结合蛋白，主要在横纹肌中表达并交联肌动蛋白丝以维持细胞骨架稳定，其在内皮细胞中的生物学功能完全未知。研究人员假设FLNC可能通过调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬，维持内皮线粒体稳态并抑制mtDNA-cGAS-STING通路激活，从而发挥内皮保护和抗动脉粥样硬化作用。该论文发表在《Journal of Cardiovascular Development and Disease》。

**二、主要研究技术方法**

研究人员采用多层级实验系统：临床样本来自20例颈动脉内膜剥脱术患者的斑块及配对邻近正常血管组织；体外利用CRISPRa/CRISPRi构建FLNC激活/抑制的稳定HUVEC和HAEC系，以ox-LDL诱导损伤，并用Mdivi-1和si-PINK1/si-Parkin进行拯救实验；体内使用Tie2启动子驱动内皮特异性AAV9-FLNC过表达载体注射ApoE^?/?小鼠，高脂喂养12周。主要技术包括蛋白质印迹、免疫荧光共定位、透射电镜、MitoSOX/DCFH-DA探针、TUNEL、JC-1、PicoGreen及亚细胞分级分离。

**三、主要研究结果**

**3.1 FLNC在动脉粥样硬化模型中下调，内皮特异性过表达FLNC减轻ApoE^?/?小鼠斑块进展**

蛋白质印迹和免疫荧光显示，人颈动脉斑块组织中FLNC蛋白显著下调，且主要局限于CD31阳性内皮区域；ox-LDL处理的HUVEC和HAEC中FLNC表达显著降低；高脂饮食喂养的ApoE^?/?小鼠原代主动脉内皮细胞中FLNC亦显著下调。体内实验中，内皮特异性FLNC过表达显著降低主动脉和颈动脉斑块面积及脂质含量，并下调cleaved-caspase-3和MCP-1表达，证实FLNC的内皮特异性抗动脉粥样硬化作用。

**3.2 FLNC激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬**

在HUVEC和HAEC中，FLNC过表达显著上调PINK1、Parkin和LC3II水平，下调p62和TOM20；增加TOM20与PINK1、Parkin、LC3、LAMP1的共定位；降低mtROS水平并维持线粒体膜电位。透射电镜显示FLNC过表达保护线粒体超微结构，增加自噬体和自溶酶体数量；FLNC敲低则加重线粒体损伤和自噬流抑制。

**3.3 FLNC抑制凋亡和氧化应激，抑制mtDNA释放并阻断cGAS-STING炎症通路**

FLNC过表达显著降低cleaved-caspase-3表达、TUNEL阳性率和ROS水平。机制上，FLNC过表达减少TFAM从线粒体向胞质释放，降低PicoGreen检测的胞质双链DNA水平，抑制STING、TBK1、IRF3磷酸化及TNF-α、MCP-1表达，并恢复eNOS Ser¹¹⁷⁷磷酸化水平。

**3.4 FLNC的保护作用依赖于线粒体自噬**

Mdivi-1处理完全消除了FLNC的线粒体自噬激活、抗凋亡、抗氧化应激和抗炎效应，证实FLNC的内皮保护作用依赖线粒体自噬。

**3.5 FLNC的保护作用需要PINK1/Parkin信号通路**

si-PINK1或si-Parkin转染完全逆转了FLNC介导的线粒体自噬激活、凋亡抑制、ROS清除、mtDNA释放抑制及cGAS-STING炎症通路阻断效应，证明PINK1/Parkin轴是FLNC功能的关键下游介质。

**3.6 FLNC介导抗动脉粥样硬化的分子机制**

综合细胞和动物实验数据，FLNC通过激活PINK1/Parkin线粒体自噬轴，促进受损线粒体清除，抑制mtDNA向胞质释放，进而抑制cGAS-STING炎症轴激活，最终减轻内皮凋亡、氧化应激和炎症损伤，延缓动脉粥样硬化进展。

**四、讨论与结论**

讨论部分指出，该研究首次将FLNC鉴定为内皮细胞的新型内源性保护因子，挑战了FLNC仅作为横纹肌结构细胞骨架蛋白的传统观点，填补了内皮线粒体自噬内源性上游调控因子的知识空白。研究建立了FLNC调控PINK1/Parkin通路、抑制mtDNA-cGAS-STING炎症轴的完整分子通路，并通过药理学和遗传学双重干预策略确保结论可靠性。研究人员亦承认局限性：FLNC调控PINK1/Parkin的具体分子机制（是否通过直接蛋白互作）尚未完全阐明；临床样本数量有限；Mdivi-1存在潜在脱靶效应；HUVEC静脉来源与动脉内皮存在固有差异；未涉及巨噬细胞、淋巴细胞等其他细胞类型。研究结论：FLNC通过PINK1/Parkin-线粒体自噬轴抑制mtDNA-cGAS-STING炎症通路，从而减轻动脉粥样硬化进展。该发现丰富了动脉粥样硬化内皮损伤的分子调控网络，为内皮靶向治疗和预防动脉粥样硬化提供了新的理论依据和潜在治疗靶点。