動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性進(jìn)展性疾病，越來越多的證據(jù)表明，內(nèi)皮功能障礙是動(dòng)脈粥樣硬化的起始步驟。在動(dòng)脈分支和彎曲處，局部血流模式受到干擾（低和振蕩剪切應(yīng)力，OSS），導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）轉(zhuǎn)化為促炎表型，如過度增殖和炎癥，從而促進(jìn)AS的進(jìn)展。相比之下，直段動(dòng)脈的穩(wěn)定層流血流（高和單向?qū)訝罴羟袘?yīng)力，LSS）促進(jìn)ECs轉(zhuǎn)化為抗炎表型，改善內(nèi)皮細(xì)胞功能，從而抑制動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展。

TET甲基胞嘧啶雙加氧酶1（Tet methylcytosine dioxygenase 1，TET1s）的短亞型與早期胚胎發(fā)育、癌癥和哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)。然而，TET1s在ECs中的表達(dá)能否調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展尚未得到探索。

最近，重慶生物流變科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王貴學(xué)課題組的一項(xiàng)研究，提供了體內(nèi)和體外證據(jù)，表明致動(dòng)脈粥樣硬化OSS降低了EC中的TET1表達(dá)，TET1s表達(dá)的降低反過來誘導(dǎo)ECs的炎癥和增殖反應(yīng)，最終導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化病變的形成，此外，還證明了TET1s通過增加yes相關(guān)蛋白（YAP）第127位絲氨酸殘基的磷酸化來阻止OSS介導(dǎo)的YAP的核易位。這些發(fā)現(xiàn)支持TET1s在調(diào)節(jié)促動(dòng)脈粥樣硬化表型和動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生中的保護(hù)作用。研究成果發(fā)表在 Genes & Diseases 期刊題為“Mechano-sensitive TET1s inhibits endothelial athero-susceptible phenotype through regulating YAP phosphorylation"。

實(shí)驗(yàn)采用體內(nèi)動(dòng)物模型和體外平行板流動(dòng)室系統(tǒng)評(píng)估擾動(dòng)流動(dòng)對(duì)TET1s表達(dá)的影響。首先，通過對(duì)小鼠頸動(dòng)脈分支進(jìn)行結(jié)扎，在左頸總動(dòng)脈（LCA）處形成局部OSS，在對(duì)側(cè)右頸總動(dòng)脈（RCA）處保持LSS。48小時(shí)后，OSS下的TET1s mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)低于LSS環(huán)境（圖1 A、B）。此外，利用平行板流動(dòng)室加載OSS，觀察到體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）中的TET1s mRNA和蛋白質(zhì)水平降低（圖1 C）。

為了進(jìn)一步研究TET1s在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生中的作用，實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了基于ApoE?/? 背景的 TET1和TET1s雙敲除小鼠（Tet1?/?）和TET1基因單敲除小鼠（Tet1 CS/CS），高脂飼料（HFD）喂養(yǎng)8周以產(chǎn)生動(dòng)脈粥樣硬化模型。主動(dòng)脈根部油紅染色顯示，Tet1?/? ApoE?/? 小鼠的脂質(zhì)沉積比Tet1 CS/CS ApoE?/? 組和ApoE?/? 組多（圖1 D、E），表明TET1s可能影響血流動(dòng)力學(xué)力相關(guān)的動(dòng)脈粥樣硬化。

接下來，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一系列功能分析以確定TET1s在ECs中的作用。用siRNA敲低TET1s顯著增加了ECs數(shù)量（圖1 F）和增殖細(xì)胞核抗原（PCNA）蛋白水平。相比之下，腺病毒誘導(dǎo)的TET1s過表達(dá)降低了ECs中的PCNA水平。與LSS相比，體外OSS應(yīng)用于HUVECs對(duì)細(xì)胞增殖的促進(jìn)程度更大，然而，TET1s過表達(dá)可減輕OSS介導(dǎo)的HUVECs異常增殖（圖1 G）。此外，TET1s的敲低上調(diào)了細(xì)胞間粘附分子1（ICAM-1）和血管細(xì)胞間粘附分子1（VCAM-1）的表達(dá)（圖1 H）。其高表達(dá)反過來又增加了白細(xì)胞粘附和內(nèi)皮炎癥。此外，脂多糖（LPS）處理后誘導(dǎo)的炎癥狀態(tài)也因TET1s過表達(dá)而減弱，ICAM-1和VCAM-1表達(dá)（圖1 I）及單核細(xì)胞THP-1粘附（圖1 J）的降低證明了這一點(diǎn)。這些結(jié)果表明，TET1s在OSS 環(huán)境中在ECs中發(fā)揮抗增殖和抗炎功能。

圖1 力學(xué)敏感蛋白TET1s通過抑制YAP活性來防止響應(yīng)振蕩剪切應(yīng)力（OSS）的內(nèi)皮功能障礙。

然后，為了進(jìn)一步了解EC中TET1s調(diào)控功能的潛在機(jī)制，實(shí)驗(yàn)研究了TET1s與YAP之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，YAP在Tet1?/? ApoE?/? 小鼠主動(dòng)脈弓（AA）中的表達(dá)比Tet1cs/cs ApoE?/? 小鼠中更高（圖1 K、L），TET1s敲低增加了ECs中YAP的表達(dá)。此外，通過免疫共沉淀和免疫熒光共定位證實(shí)了TET1s和YAP之間的物理相互作用（圖1 M、N）。

YAP的細(xì)胞定位受剪切應(yīng)力的調(diào)控。因此，評(píng)估了TET1s在剪切應(yīng)力條件下如何調(diào)節(jié)YAP并發(fā)現(xiàn)TET1s敲低后ECs中YAP的核易位顯著增加。此外，免疫熒光染色顯示，OSS顯著增加了YAP的核積累和表達(dá)，而LSS的效果相反，而TET1s過表達(dá)抑制了OSS介導(dǎo)的YAP核易位和表達(dá)（圖1 O）。

YAP在不同剪切應(yīng)力條件下的激活和細(xì)胞定位取決于其在特定氨基酸殘基處的磷酸化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TET1s的敲低顯著降低了YAP在絲氨酸127位的磷酸化。最后，實(shí)驗(yàn)確定了剪切應(yīng)力下YAP在絲氨酸127位點(diǎn)的磷酸化（p-YAPS127），發(fā)現(xiàn)OSS降低了p-YAPS127水平，并通過TET1s的過表達(dá)恢復(fù)（圖1 P）。這些結(jié)果表明，TET1s通過調(diào)節(jié)YAP在剪切應(yīng)力下的磷酸化來調(diào)節(jié)YAP的核定位和表達(dá)。

然后，繼續(xù)確認(rèn)了TET1s對(duì)YAP激活的影響。結(jié)果表明，TET1s敲低后，HUVECs中CTGF、CYR61和ANKRD1（YAP下游靶基因）的表達(dá)增加（圖1 Q），但在TET1s過表達(dá)時(shí)減少。此外，評(píng)估了維替泊芬（vp）對(duì)YAP活性的抑制是否足以預(yù)防TET1s缺乏引起的EC功能障礙。正如預(yù)期的那樣，VP處理顯著抑制了CTGF，CYR61和ANKRD1的表達(dá)，并降低了在TET1敲低時(shí)它們的上調(diào)（圖1 Q）。同時(shí)，在TET1s敲低后，VP還減弱了PCNA，ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)。這些結(jié)果表明，TET1s 至少在一定程度上通過調(diào)節(jié)YAP活性介導(dǎo)在剪切應(yīng)力下的EC增殖和炎癥反應(yīng)。

在該研究中，報(bào)道了TET1s對(duì)血流動(dòng)力學(xué)敏感，并調(diào)節(jié)了擾動(dòng)流下ECs中動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)的內(nèi)皮表型。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TET1s通過增加p-YAPS127水平結(jié)合并抑制YAP活性，這隨后抑制了EC增殖和炎癥相關(guān)基因的表達(dá)，這些基因通常響應(yīng)機(jī)械剪切應(yīng)力而上調(diào)?？偟膩碚f，研究結(jié)果揭示了TET1s在調(diào)節(jié)促動(dòng)脈粥樣硬化EC表型中的新作用，這可能有助于開發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化的預(yù)防和治療策略。未來需要進(jìn)一步了解TET1s在不同的血流動(dòng)力學(xué)條件下如何調(diào)節(jié)YAP活性的機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：Huang L, Qu K, Wang C, Lei D, Yan W, Li T, Hou Z, Qiu J, Wang G. Mechano-sensitive TET1s inhibits endothelial athero-susceptible phenotype through regulating YAP phosphorylation. Genes Dis. 2023 Apr 4;10(4):1183-1186. doi: 10.1016/j.gendis.2023.01.029. PMID: 37397553; PMCID: PMC10311081.
原文鏈接：pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37397553/

微信搜索公眾號(hào)“Naturethink"，了解更多細(xì)胞體外仿生培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用。