Circulation 南京医科大学/哈尔滨医科大学季勇教授团队和南京鼓楼医院王东进教授合作揭示主动脉瘤/夹层的发病新机制

主动脉瘤/夹层是一类十分凶险的主动脉疾病。主动脉瘤是指主动脉局部病理性的扩张，超过正常血管直径的50%。主动脉瘤如未及时干预，易发生瘤体破裂导致主动脉夹层。主动脉夹层起病隐匿，发病急，死亡率高。主动脉瘤/夹层发生的病理原因非常复杂。近年来研究表明，巨噬细胞可以通过介导血管炎症反应和细胞外基质重构在主动脉瘤/夹层中发挥重要作用。蛋白质巯基亚硝基化修饰(S-nitrosylation, SNO)是一种蛋白质翻译后修饰，是指NO与蛋白质半胱氨酸的自由巯基(-SH)相互作用生成亚硝基硫醇(-SNO)。SNO修饰会影响蛋白质的定位、性质、功能以及蛋白质间的互作等。

2024年2月15日，南京医科大学/哈尔滨医科大学季勇教授、南京医科大学谢利平教授及南京市鼓楼医院王东进教授共同合作在心血管领域权威期刊Circulation上在线发表了题为“S-nitrosylation of Septin2 Exacerbates Aortic Aneurysm and Disp via Coupling the TIAM1-RAC1 Axis in Macrophages”的研究论文，首次揭示了蛋白质Septin2的SNO修饰在调控巨噬细胞功能及主动脉瘤/夹层中发挥的重要作用及分子机制。同时，团队发现了化合物NSC23766及R-酮咯酸在主动脉瘤/夹层防治中的有效作用。该研究为主动脉瘤/夹层的临床防治提供了新的干预靶点和候选药物。

首先，研究者通过Biotin-Switch联合串联质谱筛选了主动脉夹层患者和血管紧张素II (Ang II)诱导的主动脉瘤小鼠的血管组织中发生SNO修饰的蛋白，发现Septin2的SNO修饰水平在两者中都显著升高。同时，研究者还发现在主动脉夹层患者外周血单核细胞及主动脉瘤/夹层小鼠的巨噬细胞中，Septin2的SNO修饰水平在显著升高，并进一步明确巨噬细胞中Septin2发生SNO修饰的位点是第111位半胱氨酸位点(Cys111)。

接着，研究者构建了将Septin2的第111半胱氨酸位点突变为丙氨酸的点突变小鼠(Sept2^C111A)，并与Apoe^-/-小鼠杂交得到Apoe^-/-Sept^C111A小鼠。在Ang II诱导的主动脉瘤模型以及BAPN诱导的主动脉夹层模型中，证实Cys111位点的突变会明显减轻小鼠主动脉瘤/夹层损伤。随后进一步通过骨髓移植实验，证实是巨噬细胞中的SNO-Septin2发挥了促进主动脉瘤/夹层的作用。

为探究Septin2的SNO修饰影响主动脉瘤/夹层的机制，研究者通过RNA-Seq测序以及进一步的实验证实：巨噬细胞中SNO-Septin2主要通过激活RAC1/NF-κB信号通路来促进血管炎症反应以及细胞外基质的降解，加重主动脉瘤/夹层病变。

接着，研究者利用质谱筛选，免疫共沉淀(Co-IP)以及邻位连接法等实验证实Septin2能与介导RAC1活化的重要调节因子TIAM1发生结合。Septin2发生SNO修饰后通过减少与TIAM1之间相互结合，进而增加RAC1与TIAM1的结合，激活RAC1以及下游的NF-κB通路。

最后，研究者发现RAC1的抑制剂NSC23766和R-酮咯酸均能显著抑制主动脉瘤/夹层的发生。这一发现为主动脉瘤/夹层的临床防治提供了潜在的干预新手段。

综上，研究人员从临床样本出发，发现主动脉夹层患者的病变的血管组织及外周血单核细胞中Septin2的巯基亚硝基化修饰水平明显增加。随后在动物水平和细胞水平上明确了巨噬细胞中Septin2的SNO修饰在主动脉瘤/夹层中的关键作用及分子机制。研究证实：在病理因素的刺激下，巨噬细胞产生大量的诱导型一氧化氮合酶(iNOS)，催化产生大量的NO, 诱导Septin2的Cys111位点发生SNO修饰，进而影响下游的TIAM1/RAC1/NF-kB信号通路，促进巨噬细胞介导的血管炎症反应及动脉瘤/夹层的发生。在此基础上，团队发现靶向于该通路的化合物NSC23766和R-酮咯酸在主动脉瘤/夹层的防治中发挥了有效作用。

本研究由南京医科大学/哈尔滨医科大学季勇教授团队与南京医科大学基础医学院谢利平教授、南京市鼓楼医院王东进教授共同合作完成。南京医科大学基础医学院张艳副教授、药学院张昊博士及赵爽副教授为该论文共同第一作者。该工作还得到了南京医科大学第一附属医院韩艺教授、王连生教授，南京市鼓楼医院周庆教授，哈尔滨医科大学附属第二医院于波教授，哈尔滨医科大学附属第一医院张志仁教授，南京医科大学顾爱华教授、陈峰教授，以及中国科学院王秀杰教授和刘鑫老师的支持和帮助。该项研究获得国家自然科学基金专项项目、国家自然科学基金创新研究群体项目、科技部重点研发计划等项目的资助。

原文链接：

https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.123.066404