文獻(xiàn)解讀：揭示RNA乙酰化修飾調(diào)控血管重構(gòu)的分子機(jī)制
血管重構(gòu)是血管損傷后重要病理特征，是導(dǎo)致血管內(nèi)再狹窄、動脈粥樣硬化、心肌梗死、高血壓等心血管疾病的關(guān)鍵病理過程。血管平滑肌細(xì)胞（Vascular smooth muscle cell, VSMC）是血管組織的主要細(xì)胞，當(dāng)受到外界損傷或病理性刺激后，VSMC由收縮表型轉(zhuǎn)為增殖分泌表型，異常增殖、遷移導(dǎo)致血管內(nèi)膜增生。RNA修飾是表觀遺傳學(xué)的新興領(lǐng)域，N-乙�；D(zhuǎn)移酶10（N-acetyltransferase 10, NAT10）能夠?qū)RNA進(jìn)行N4-乙酰胞嘧啶（N4-acetylcytidine, ac4C）修飾，影響mRNA穩(wěn)定性及蛋白翻譯效率。目前，抑制NAT10表達(dá)或乙�；腹δ芤驯蛔C實在心肌肥大、腫瘤等疾病中具有預(yù)防及治療作用，但其在血管重構(gòu)中的作用尚未明了。
2024年10月25日，福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院陳良龍教授、曾春雨教授與陸軍軍醫(yī)大學(xué)陸軍特色醫(yī)學(xué)中心(大坪醫(yī)院)余駿逸副教授在European Heart Journal（中科院一區(qū)，IF=37.6）上發(fā)表題為“NAT10 Promotes Vascular Remodeling via ac4c mRNA Acetylation”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)了乙�；D(zhuǎn)移酶NAT10通過mRNA ac4C修飾調(diào)控VSMC表型轉(zhuǎn)換、誘導(dǎo)血管重構(gòu)的功能和分子機(jī)制，為RNA修飾在血管重構(gòu)研究提供了新的理論基礎(chǔ)，揭示了mRNA ac4C修飾或可成為血管重構(gòu)預(yù)防及治療靶點。
研究方法
在這項研究中，研究人員構(gòu)建了平滑肌特異性NAT10條件性敲除小鼠模型（其中NAT10條件性敲除小鼠模型構(gòu)建及繁育由賽業(yè)生物提供）。體外研究則采用了大鼠胸主動脈原代平滑肌細(xì)胞與人主動脈平滑肌細(xì)胞。
研究方法
研究人員采用多項技術(shù)，包括轉(zhuǎn)錄組測序、ac4C免疫共沉淀（acRIP）測序、NAT10免疫共沉淀（NAT10-RIP）測序、RNA穩(wěn)定性分析、LC-MS/MS分析、免疫熒光/組化、WB/qPCR、病毒構(gòu)建等。
技術(shù)路線
①發(fā)現(xiàn)RNA乙酰化轉(zhuǎn)移酶NAT10在血管重構(gòu)組織中上調(diào)；
②體內(nèi)、外實驗干預(yù)NAT10后影響平滑肌細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換、血管重構(gòu)進(jìn)展；
③轉(zhuǎn)錄組測序、acRIP測序及NAT10-RIP測序篩選下游分子；
④NAT10抑制劑Remodelin可以抑制平滑肌細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換、血管重構(gòu)。
研究結(jié)果
首先，研究人員發(fā)現(xiàn)NAT10在血管損傷后內(nèi)膜新生樣本中顯著上調(diào)；隨后，研究人員構(gòu)建了平滑肌細(xì)胞NAT10條件性敲除（NAT10VSMC-/-）小鼠，發(fā)現(xiàn)NAT10VSMC-/-明顯逆轉(zhuǎn)了小鼠頸動脈導(dǎo)絲損傷誘導(dǎo)的平滑肌收縮標(biāo)志蛋白α-SMA、Calponin、SM22降低，并抑制了血管新生內(nèi)膜的形成。
為明確NAT10通過ac4C修飾調(diào)控血管新生內(nèi)膜形成的分子機(jī)制，研究人員使用NAT10敲降腺病毒干預(yù)VSMC后，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序、acRIP測序及NAT10-RIP測序，功能富集分析發(fā)現(xiàn)ac4C修飾轉(zhuǎn)錄本主要編碼細(xì)胞增殖、遷移、細(xì)胞外基質(zhì)形成及細(xì)胞黏附等VSMC表型轉(zhuǎn)換相關(guān)過程。研究人員以Itgb1、Col1a2為例進(jìn)一步驗證，發(fā)現(xiàn)NAT10高表達(dá)可能是通過增加Itgb1和Col1a2 mRNA的穩(wěn)定性、增加蛋白表達(dá)，從而促進(jìn)血管新生內(nèi)膜形成。最后，研究者構(gòu)建了VSMC特異性過表達(dá)ITGB1腺相關(guān)病毒感染小鼠頸動脈導(dǎo)絲損傷模型，發(fā)現(xiàn)VSMC過表達(dá)ITGB1后可逆轉(zhuǎn)NAT10VSMC-/-抑制的血管新生內(nèi)膜作用；體外實驗同樣證實，敲降ITGB1表達(dá)后能夠抑制NAT10高表達(dá)激活的FAK信號通路，從而抑制VSMC增殖、遷移及粘附作用。
為進(jìn)一步探索NAT10能否作為血管重構(gòu)潛在的預(yù)防及治療靶點，研究者分別在小鼠頸動脈導(dǎo)絲損傷同時、損傷后2周給予NAT10抑制劑Remodelin，發(fā)現(xiàn)Remodelin能構(gòu)顯著抑制血管重構(gòu)，提示了NAT10\Remodelin作為預(yù)防和治療靶點的轉(zhuǎn)化前景。
研究總結(jié)
綜上所述，該研究首次揭示了乙酰化轉(zhuǎn)移酶NAT10通過mRNA ac4C修飾在調(diào)控VSMC表型轉(zhuǎn)換、促進(jìn)血管重構(gòu)的關(guān)鍵作用。同時，該研究首次展示了血管重構(gòu)中VSMC ac4C修飾圖譜，探索了NAT10介導(dǎo)ac4C修飾Itgb1和Col1a2的調(diào)控機(jī)制，并提示NAT10\Remodelin可能是臨床上預(yù)防、治療血管重構(gòu)新的潛在靶點。
參考文獻(xiàn)：Yu C, Chen Y, Luo H, Lin W, Lin X, Jiang Q, Liu H, Liu W, Yang J, Huang Y, Fang J, He D, Han Y, Zheng S, Ren H, Xia X, Yu J, Chen L, Zeng C. NAT10 promotes vascular remodelling via mRNA ac4C acetylation. Eur Heart J. 2024 Oct 25. pii: 7841877. doi: 10.1093/eurheartj/ehae707.
2024年10月25日，福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院陳良龍教授、曾春雨教授與陸軍軍醫(yī)大學(xué)陸軍特色醫(yī)學(xué)中心(大坪醫(yī)院)余駿逸副教授在European Heart Journal（中科院一區(qū)，IF=37.6）上發(fā)表題為“NAT10 Promotes Vascular Remodeling via ac4c mRNA Acetylation”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)了乙�；D(zhuǎn)移酶NAT10通過mRNA ac4C修飾調(diào)控VSMC表型轉(zhuǎn)換、誘導(dǎo)血管重構(gòu)的功能和分子機(jī)制，為RNA修飾在血管重構(gòu)研究提供了新的理論基礎(chǔ)，揭示了mRNA ac4C修飾或可成為血管重構(gòu)預(yù)防及治療靶點。
研究方法
在這項研究中，研究人員構(gòu)建了平滑肌特異性NAT10條件性敲除小鼠模型（其中NAT10條件性敲除小鼠模型構(gòu)建及繁育由賽業(yè)生物提供）。體外研究則采用了大鼠胸主動脈原代平滑肌細(xì)胞與人主動脈平滑肌細(xì)胞。
研究方法
研究人員采用多項技術(shù)，包括轉(zhuǎn)錄組測序、ac4C免疫共沉淀（acRIP）測序、NAT10免疫共沉淀（NAT10-RIP）測序、RNA穩(wěn)定性分析、LC-MS/MS分析、免疫熒光/組化、WB/qPCR、病毒構(gòu)建等。
技術(shù)路線
①發(fā)現(xiàn)RNA乙酰化轉(zhuǎn)移酶NAT10在血管重構(gòu)組織中上調(diào)；
②體內(nèi)、外實驗干預(yù)NAT10后影響平滑肌細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換、血管重構(gòu)進(jìn)展；
③轉(zhuǎn)錄組測序、acRIP測序及NAT10-RIP測序篩選下游分子；
④NAT10抑制劑Remodelin可以抑制平滑肌細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換、血管重構(gòu)。
研究結(jié)果
首先，研究人員發(fā)現(xiàn)NAT10在血管損傷后內(nèi)膜新生樣本中顯著上調(diào)；隨后，研究人員構(gòu)建了平滑肌細(xì)胞NAT10條件性敲除（NAT10VSMC-/-）小鼠，發(fā)現(xiàn)NAT10VSMC-/-明顯逆轉(zhuǎn)了小鼠頸動脈導(dǎo)絲損傷誘導(dǎo)的平滑肌收縮標(biāo)志蛋白α-SMA、Calponin、SM22降低，并抑制了血管新生內(nèi)膜的形成。
圖1 平滑肌細(xì)胞NAT10條件性敲除后對血管重構(gòu)的影響
為明確NAT10通過ac4C修飾調(diào)控血管新生內(nèi)膜形成的分子機(jī)制，研究人員使用NAT10敲降腺病毒干預(yù)VSMC后，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序、acRIP測序及NAT10-RIP測序，功能富集分析發(fā)現(xiàn)ac4C修飾轉(zhuǎn)錄本主要編碼細(xì)胞增殖、遷移、細(xì)胞外基質(zhì)形成及細(xì)胞黏附等VSMC表型轉(zhuǎn)換相關(guān)過程。研究人員以Itgb1、Col1a2為例進(jìn)一步驗證，發(fā)現(xiàn)NAT10高表達(dá)可能是通過增加Itgb1和Col1a2 mRNA的穩(wěn)定性、增加蛋白表達(dá)，從而促進(jìn)血管新生內(nèi)膜形成。最后，研究者構(gòu)建了VSMC特異性過表達(dá)ITGB1腺相關(guān)病毒感染小鼠頸動脈導(dǎo)絲損傷模型，發(fā)現(xiàn)VSMC過表達(dá)ITGB1后可逆轉(zhuǎn)NAT10VSMC-/-抑制的血管新生內(nèi)膜作用；體外實驗同樣證實，敲降ITGB1表達(dá)后能夠抑制NAT10高表達(dá)激活的FAK信號通路，從而抑制VSMC增殖、遷移及粘附作用。
圖2 平滑肌細(xì)胞特異性過表達(dá)ITGB1后可逆轉(zhuǎn)NAT10VSMC-/-抑制血管重構(gòu)的作用
為進(jìn)一步探索NAT10能否作為血管重構(gòu)潛在的預(yù)防及治療靶點，研究者分別在小鼠頸動脈導(dǎo)絲損傷同時、損傷后2周給予NAT10抑制劑Remodelin，發(fā)現(xiàn)Remodelin能構(gòu)顯著抑制血管重構(gòu)，提示了NAT10\Remodelin作為預(yù)防和治療靶點的轉(zhuǎn)化前景。
圖3 NAT10抑制劑Remodelin預(yù)防、治療血管重構(gòu)的作用
研究總結(jié)
綜上所述，該研究首次揭示了乙酰化轉(zhuǎn)移酶NAT10通過mRNA ac4C修飾在調(diào)控VSMC表型轉(zhuǎn)換、促進(jìn)血管重構(gòu)的關(guān)鍵作用。同時，該研究首次展示了血管重構(gòu)中VSMC ac4C修飾圖譜，探索了NAT10介導(dǎo)ac4C修飾Itgb1和Col1a2的調(diào)控機(jī)制，并提示NAT10\Remodelin可能是臨床上預(yù)防、治療血管重構(gòu)新的潛在靶點。
參考文獻(xiàn)：Yu C, Chen Y, Luo H, Lin W, Lin X, Jiang Q, Liu H, Liu W, Yang J, Huang Y, Fang J, He D, Han Y, Zheng S, Ren H, Xia X, Yu J, Chen L, Zeng C. NAT10 promotes vascular remodelling via mRNA ac4C acetylation. Eur Heart J. 2024 Oct 25. pii: 7841877. doi: 10.1093/eurheartj/ehae707.
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