2024年2月,卢玺峰教授教授团队合作在心血管领域的国际权威期刊《Circulation Research》(影响因子16.5,中科院JCR分区1区,Top期刊),在线发表题为“Glycolysis-Mediated Activation of v-ATPase by Nicotinamide Mononucleotide Ameliorates Lipid-Induced Cardiomyopathy by Repressing the CD36-TLR4 Axis”的研究论文,该研究表明烟酰胺单核苷酸糖酵解介导的V-ATPase激活通过抑制CD36-TLR4轴改善脂质诱导的心肌病。
心血管并发症是导致糖尿病患者死亡的主要原因(占50-80%的总糖尿病患者),其中糖尿病性心肌病又是糖尿病心血管并发症的重要组成部分。心肌内蓄积过量的脂质及高脂诱发的胰岛素抵抗是触发糖尿病性心肌病的主要诱因。研究证实,CD36(scavenger receptor B2)是促进心肌摄取脂质的主要膜蛋白,在糖尿病性心肌病中,CD36不仅参与脂质摄取,也和炎症受体TLR-4相互作用,导致脂质诱导的心功能障碍,CD36被认为是心脏脂质代谢干预的关键靶标。
在健康的心脏中,CD36部分存在于细胞表面,部分储存在细胞内的内体中,这些核内体表面含有大量V型质子泵(V-ATPase),它们负责这些细胞器腔的酸化。V-ATPase由两个部分组成:V0部分形成跨膜的质子通道,V1部分包含转子驱动的质子泵。腔内酸化对内体功能(如CD36的亚细胞储存)尤为重要。研究中表明V-ATPase可以感知心肌细胞中过剩的脂肪酸,V1从V0分解并漂移到细胞质中。随后,核内体失去酸度,启动囊泡出芽过程,将CD36转运到肌膜,导致心肌脂质进一步摄取和积累。
研究中发现,包括3种氨基酸(赖氨酸/亮氨酸/精氨酸,KLR)的混合物,激活mTORC1,同时与V-ATPase的V1部分的结合,该复合物与V-ATPase的V0部分重新组装,从而在过量脂质供应期间回复内体的酸化。同时研究发现,烟酰胺NMN通过维持V-ATPase活性,成功地保护了心肌脂质过载时的内体酸化,并阻止了CD36介导的脂质积累、CD36-TLR4对炎症、纤维化、心功能障碍和全身胰岛素抵抗的相互作用。脂质组学显示,高脂饮食显著增加了富含C18:1的二酰基甘油脂类,随后被赖氨酸/亮氨酸/精氨酸/NMN治疗后逆转。对mTORC1/V-ATPase抑制剂和心脏特异性V-ATPase-KO小鼠的研究进一步证实了V-ATPase在心脏脂质代谢中的关键作用。综上,V-ATPase的功能完整性有望成为对抗脂质性心肌病的一种有吸引力的策略。
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