動脈粥樣硬化與衰老密切相關(guān)，是全球主要的死亡原因之一。越來越多的證據(jù)表明，血管平滑肌細胞（VSMC）的衰老在動脈粥樣硬化的形成中發(fā)揮重要作用。

VSMC的衰老不僅導(dǎo)致其數(shù)量減少，還影響了斑塊破裂后的修復(fù)能力，進而增加斑塊的脆弱性。因此，深入探討VSMC衰老的新機制并尋找新的治療靶點是推動動脈粥樣硬化治療的重要方向。

細胞衰老通常是由多種因素引發(fā)的應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致細胞不可逆地停止生長。衰老細胞會釋放出多種生物活性物質(zhì)，稱為衰老相關(guān)分泌表型（SASP），這些物質(zhì)破壞了組織微環(huán)境，并引發(fā)衰老相關(guān)的炎癥反應(yīng)。關(guān)于SASP在VSMC衰老及動脈粥樣硬化中的表觀遺傳調(diào)控仍存在明顯的研究空白。

衰老的VSMC經(jīng)歷了從線粒體氧化磷酸化到有氧糖酵解的代謝轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變導(dǎo)致乳酸的積累。乳酸不僅是能量代謝的重要調(diào)節(jié)劑，其過高的水平還被認為與多種疾病的發(fā)展相關(guān)。因此，揭示乳酸及其代謝產(chǎn)物對衰老和動脈粥樣硬化的影響，將為理解這一疾病提供新視角。

腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白1（TRAP1）是熱休克蛋白家族的重要成員，參與細胞的代謝和穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。已有研究表明，線粒體基因TRAP1在調(diào)控乳酸積累方面發(fā)揮著作用，并與衰老相關(guān)疾病密切相關(guān)，但其在動脈粥樣硬化中的具體功能尚未被充分探索。

本研究全面探討TRAP1在VSMC衰老和動脈粥樣硬化中的作用。研究證明HDAC3是調(diào)節(jié)血管平滑肌細胞（VSMC）衰老中H4K12la的重要因子，促進SASP表達并加速細胞衰老，同時闡明了能量代謝與表觀遺傳功能的聯(lián)系，為衰老相關(guān)疾?。ㄈ鐒用}粥樣硬化）的治療提供了新見解與策略。

相關(guān)研究由南京醫(yī)科大學藥學院團隊于2024年8月1日發(fā)表在心血管頂級期刊European Heart Journal (歐洲心臟病學雜志，IF=37.6) 。具體研究思路解析如下：

研究目標：旨在探討線粒體基因TRAP1在血管平滑肌細胞（VSMC）衰老中的作用，特別是在動脈粥樣硬化和高脂飲食條件下TRAP1的表達如何影響細胞衰老過程。

方法步驟：

（1）數(shù)據(jù)庫整合與基因篩選：研究者整合了衰老相關(guān)數(shù)據(jù)庫和MitoMiner數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)在Ras誘導(dǎo)的人VSMC中TRAP1顯著上調(diào)，提示其可能與衰老相關(guān)。

（2）樣本分析：對動脈粥樣硬化患者和高脂飲食喂養(yǎng)的ApoeKO小鼠的主動脈組織進行分析，結(jié)果顯示TRAP1及衰老標志物（如P53、P21、P16）的表達水平升高，表明TRAP1與VSMC衰老相關(guān)。

（3）免疫熒光染色：通過免疫熒光染色觀察TRAP1與血管平滑肌細胞標記物α-SMA的共定位，進一步確認TRAP1在動脈粥樣硬化斑塊中的表達。

（4）TRAP1敲低：進行TRAP1敲低實驗，發(fā)現(xiàn)TRAP1的缺失可以顯著降低Ras誘導(dǎo)的衰老標志物，并改善線粒體功能和能量代謝。

（5）TRAP1過表達：過表達TRAP1的細胞實驗顯示，TRAP1過表達會顯著促進VSMC的衰老，提示TRAP1在細胞衰老中的促效應(yīng)。

（6）衰老特征評估：評估VSMC衰老的特征，包括表型轉(zhuǎn)變（收縮表型相關(guān)基因表達下降，合成表型相關(guān)基因表達上升）、SA-β-Gal陽性細胞的數(shù)量以及細胞增殖能力的變化。

（7）SASP分析：研究TRAP1對衰老相關(guān)分泌表型（SASP）的影響，發(fā)現(xiàn)TRAP1沉默顯著降低了SASP的上調(diào)。

結(jié)果總結(jié)：證實TRAP1作為一種與衰老相關(guān)的線粒體基因，對VSMC的衰老具有積極促進作用。TRAP1的表達水平與動脈粥樣硬化和細胞衰老密切相關(guān)，其缺失可改善線粒體功能并延緩衰老過程，而過表達則加速衰老。這些發(fā)現(xiàn)為理解細胞衰老機制提供了新的視角，并可能為相關(guān)疾病的治療提供潛在的靶點。

圖1 TRAP1調(diào)節(jié)VSMC衰老

研究目標：探索TRAP1在Ras誘導(dǎo)的人血管平滑肌細胞（VSMC）中的作用，特別是其如何影響線粒體功能和能量代謝。

實驗設(shè)計：

（1）缺失TRAP1的影響：比較TRAP1缺失與正常情況對于線粒體損傷及代謝變化的影響，采用線粒體染色與Seahorse實驗測定線粒體功能和糖酵解活性。

（2）代謝產(chǎn)物的檢測：評估缺失TRAP1后，乙酰輔酶A和檸檬酸的水平，分析能量代謝的轉(zhuǎn)變趨勢。

（3）關(guān)鍵酶的表達檢測：

通過Western blot和qPCR檢測糖酵解限速酶（如PFK1、HK2、PKM2）以及參與三羧酸循環(huán)（TCA）和電子傳遞鏈的酶的表達與活性。觀察TRAP1缺失是否上調(diào)PFK1的表達，并分析這種變化對其他代謝途徑的影響。

（4）相互作用分析：

使用共免疫沉淀（CoIP）等技術(shù)驗證TRAP1與PFK1之間的相互作用。檢測TRAP1對PFK1泛素化水平的影響，分析其如何通過降低泛素化促進PFK1表達。

（5）干預(yù)實驗：

通過使用TRAP1抑制劑G-TPP和小干擾RNA（siRNA）靶向TRAP1，觀察對VSMC代謝的影響。檢測PFK1抑制劑對TRAP1過表達VSMC中線粒體功能的改善作用。

結(jié)果分析：TRAP1缺失能改善Ras誘導(dǎo)的VSMC線粒體損傷，減少能量代謝對糖酵解的傾斜，同時提高氧化磷酸化水平。PFK1的過表達對電子傳遞鏈的活性產(chǎn)生抑制作用，TRAP1通過與PFK1相互作用，在調(diào)節(jié)糖酵解途徑上發(fā)揮關(guān)鍵作用。

結(jié)論：TRAP1通過上調(diào)PFK1的表達，抑制TCA循環(huán)和電子傳遞鏈活性，從而影響VSMC的能量代謝。這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了TRAP1在衰老和動脈粥樣硬化中的重要角色，為未來治療策略的開發(fā)提供了新的視角。

圖2 TRAP1是衰老VSMC中能量重編程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子