ACC.26丨陕西省人民医院：从基础机制到临床实践的心血管病诊疗新进展（3）

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北京时间3月28日至30日，由美国心脏病学会（ACC）举办的心血管领域盛会——ACC.26学术会议在美国新奥尔良隆重举行。陕西省人民医院研究团队带来了一系列从基础探索到临床转化的前沿研究成果，深入揭示了多种心血管疾病背后的复杂分子机制，并评估了创新治疗策略的潜力。研究不仅聚焦于铁死亡、代谢重编程、生物材料、机械敏感信号通路等基础科学问题，也探讨了围手术期麻醉对疾病进程的影响以及靶向干预的可能性，展现了基础医学与临床实践相结合的转化研究价值。

1. Sestrin2通过AMPK/NRF2/GPX4信号通路抑制铁死亡从而缓解高血压

连接铁死亡与高血压的调控网络尚不清楚。Sestrin2作为一种具有抗氧化特性的应激诱导蛋白，可能发挥保护作用，但其在高血压中的机制尚未完全阐明。本研究探讨Sestrin2是否通过AMPK/Nrf2/GPX4通路抑制铁死亡从而减轻高血压。

采用血管紧张素II诱导小鼠高血压模型，并对人脐静脉内皮细胞进行类似处理。使用专用检测试剂盒定量关键铁死亡指标：活性氧、亚铁离子、丙二醛和谷胱甘肽。通过透射电子显微镜分析线粒体超微结构。此外，通过免疫共沉淀检测人脐静脉内皮细胞中Sestrin2与AMPK的分子相互作用。

高血压小鼠和血管紧张素II处理的人脐静脉内皮细胞中Sestrin2表达上调，铁死亡活性增强。使用铁死亡抑制剂Ferrostatin-1可减轻血管紧张素II诱导的高血压。免疫荧光染色证实Sestrin2与内皮细胞标志物CD31在主动脉组织中存在共定位。Sestrin2过表达抑制了血管紧张素II刺激的人脐静脉内皮细胞的铁死亡，表现为活性氧、丙二醛和亚铁离子水平降低。此外，Sestrin2过表达减轻了线粒体损伤，恢复了膜完整性和嵴结构。免疫共沉淀实验显示Sestrin2与AMP激活蛋白激酶存在直接相互作用。使用化合物C抑制AMPK可下调Keap1/Nrf2信号通路、谷胱甘肽过氧化物酶4和铁蛋白重链1的表达，同时增加亚铁离子积累。在体内实验中，Sestrin2过表达逆转了血管紧张素II引发的铁死亡和高血压。

Sestrin2通过AMPK/Nrf2/GPX4通路抑制铁死亡，从而减轻高血压。这些发现凸显Sestrin2作为高血压管理的潜在治疗靶点，为其潜在机制提供了新的见解。

2. GLP-1受体激动剂重编程血管平滑肌细胞代谢以减轻高糖应激下的细胞外基质重塑

血管平滑肌细胞表型转换驱动的细胞外基质重塑是糖尿病动脉粥样硬化的特征之一。高糖应激下的代谢重编程可促进胶原沉积、弹性蛋白降解和斑块不稳定性。胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1RAs）广泛应用于糖尿病管理，其心血管获益已超出单纯血糖控制范围，然而其对血管平滑肌细胞代谢和细胞外基质重塑的直接调控作用仍不明确。

在正常或高糖条件下培养原代血管平滑肌细胞，并分别给予或不给予GLP-1RA利拉鲁肽处理。通过耗氧率和细胞外酸化率评估线粒体呼吸和糖酵解水平。采用蛋白质印迹和免疫荧光检测代谢调控因子（PGC-1α、AMPK、HIF-1α）和细胞外基质相关蛋白（Ⅰ型胶原蛋白、弹性蛋白、基质金属蛋白酶-2、基质金属蛋白酶-9）的表达。定量检测乳酸生成、ATP水平和线粒体膜电位。在体内，对糖尿病ApoE^-/-小鼠给予利拉鲁肽处理，并通过组织学染色和形态计量学分析评估主动脉细胞外基质重塑情况。

高糖诱导血管平滑肌细胞发生代谢转换，其特征为线粒体呼吸减弱、糖酵解增加和乳酸蓄积，同时伴有Ⅰ型胶原蛋白、基质金属蛋白酶-2和基质金属蛋白酶-9的表达上调及弹性蛋白丢失。GLP-1RA治疗恢复了线粒体呼吸，增加了AMPK和PGC-1α的表达，抑制了HIF-1α的活化，并减少了乳酸蓄积。这些代谢改善与体外和糖尿病小鼠体内胶原沉积减少、基质金属蛋白酶活性降低及弹性蛋白结构保存相关。

在高糖应激下，GLP-1RAs可重编程血管平滑肌细胞的代谢状态，恢复其线粒体功能并减轻细胞外基质重塑。这些发现为GLP-1RAs的血管保护作用提供了机制性见解，并支持其在稳定糖尿病动脉粥样硬化斑块中的潜在作用。

3. 负载SDF-1α的Janus心脏贴片改善大鼠心肌梗死后心肌功能及其潜在机制

缺血性心脏病仍然是严重的全球健康负担，现有再灌注疗法在修复大面积损伤心肌方面疗效有限，凸显了心衰补片等创新解决方案的必要性。

采用重力辅助法将丙烯酰胺、丙烯酸和海藻糖共聚，制备了具有明确"干"侧和"湿"侧的双层异质Janus水凝胶补片。随后通过物理吸附将SDF-1α细胞因子负载到Janus补片上，制得SDF-Janus心衰补片。通过免疫荧光染色、扫描电子显微镜、CCK-8细胞毒性实验和物理性能测试，表征补片的微观结构、生物相容性、导电性和机械性能。将补片直接（无需缝合）贴附于心肌梗死大鼠心脏，"湿"面贴合心肌，"干"面朝向胸腔。通过超声心动图、组织学和蛋白分析评估治疗效果。

SDF-Janus补片呈现有利于细胞黏附和生长的多孔结构，对H9C2心肌细胞无细胞毒性。其导电性和力学行为与天然心肌组织相似。体内实验证实"湿"面可牢固黏附于搏动心脏，而"干"面可避免与周围胸腔组织黏连。植入后大鼠心功能显著改善，表现为左室射血分数和左室短轴缩短率升高，左室舒张末期内径和收缩末期内径降低。组织学分析显示梗死区域周围出现内源性骨髓间充质干细胞聚集，CD31阳性微血管增多，细胞凋亡减少，PI3K/Akt信号通路关键蛋白表达上调。

SDF-Janus补片通过机械支持、内源性修复刺激和PI3K/Akt介导的信号通路激活等协同机制，有效促进心肌梗死后的心脏恢复。

4. 标准化麻醉条件下阻断Piezo1可减轻压力超负荷心脏重构

围手术期麻醉在压力超负荷状态下引发血流动力学和氧化应激反应，但其与机械敏感信号通路的相互作用尚不明确。Piezo1是一种机械敏感性阳离子通道，可介导钙离子内流和心脏重构。我们假设Piezo1通过钙超载和氧化应激驱动适应性不良的心肌肥厚，而抑制Piezo1可在麻醉状态下提供心脏保护作用。

在异氟烷麻醉下对雄性C57BL/6J小鼠行横向主动脉缩窄手术。记录麻醉深度、时间、通气和体温作为协变量。给予选择性Piezo1抑制剂或溶剂对照处理8周。在浅麻醉状态下通过超声心动图和有创血流动力学评估心脏功能。通过组织学和胶原定量评估心肌肥厚和纤维化程度。使用探针测量心肌细胞钙瞬变和活性氧水平。通过蛋白质印迹检测心房钠尿肽/脑钠肽、NADPH氧化酶、钙/钙调素依赖性蛋白激酶II和活化T细胞核因子的表达。在体外实验中，新生儿心肌细胞在恒定载气条件下接受周期性牵张刺激，并分别给予或不给予Piezo1抑制处理。探索性队列比较了吸入麻醉与静脉麻醉的效果差异。

横向主动脉缩窄诱导心肌肥厚、纤维化和舒张功能障碍，并伴有钙瞬变增强、活性氧增加、Piezo1上调、钙/钙调素依赖性蛋白激酶II活化和活化T细胞核因子信号增强。Piezo1抑制减轻了心肌肥厚和纤维化，改善了舒张功能，并使钙离子和活性氧水平恢复正常。调整麻醉深度和时间后，效应仍保持显著。在体外实验中，Piezo1阻断抑制了牵张诱导的钙超载、钙/钙调素依赖性蛋白激酶II/活化T细胞核因子活化及氧化应激。探索性分析提示Piezo1在吸入麻醉与静脉麻醉下的反应性存在差异。

Piezo1通过钙超载和氧化应激介导压力超负荷性心肌重构。在标准化异氟烷麻醉下，药物抑制Piezo1可提供心脏保护作用，且其效应可能与麻醉方式存在交互作用。这表明Piezo1可作为围麻醉期的潜在治疗靶点。

5. 麻醉依赖性的YAP/TAZ信号机械转导驱动压力超负荷纤维化

围手术期麻醉可能影响细胞外基质动态和成纤维细胞的机械感应，但其与硬度诱导的信号传导之间的相互作用仍不明确。YAP/TAZ作为机械敏感转录调控因子，可驱动成纤维细胞活化和纤维化。

研究假设麻醉方式差异性地调控压力超负荷重构中的YAP/TAZ信号传导，而维替泊芬可在不同麻醉条件下减轻纤维化。雄性C57BL/6J小鼠分别在吸入麻醉（异氟烷）或静脉麻醉（氯胺酮/赛拉嗪）下行横向主动脉缩窄手术。对麻醉深度、通气和体温进行标准化控制。给予小鼠维替泊芬或溶剂对照处理6周。通过超声心动图和有创血流动力学评估左心室功能。通过组织学方法量化纤维化和胶原沉积程度。采用原子力显微镜测量细胞外基质硬度。通过免疫组化和蛋白质印迹评估YAP/TAZ定位和促纤维化基因（结缔组织生长因子、Ⅰ型胶原蛋白、α-平滑肌肌动蛋白）表达。在体外，将原代成纤维细胞培养在软或硬的凝胶基质上，模拟麻醉相关条件（异氟烷载气或氯胺酮代谢物），并分别给予或不给予维替泊芬处理。

横向主动脉缩窄后细胞外基质硬度增加、纤维化和功能障碍加剧，并伴有YAP/TAZ核转位和结缔组织生长因子上调。与静脉麻醉相比，吸入麻醉下的纤维化表现更为明显，提示存在麻醉特异性调控作用。维替泊芬减少了纤维化、胶原沉积和YAP/TAZ活化，并在不同麻醉组中均保护了心脏功能。原子力显微镜证实硬度降低。在体外实验中，硬基质可诱导成纤维细胞活化和α-平滑肌肌动蛋白表达，该效应在异氟烷条件下比氯胺酮条件下更为显著；维替泊芬可抑制这些反应。

基质硬度增加通过YAP/TAZ信号传导加剧成纤维细胞活化，且麻醉方式对此过程具有差异性影响。维替泊芬可在吸入麻醉和静脉麻醉条件下均减轻纤维化并保护心脏功能，表明YAP/TAZ可作为围麻醉期的潜在治疗靶点。