CARDIOVASC RES‌（IF 13.3): 厦大/厦心医院王焱/揭领军/张雁惠团队揭示LRRC8A调控 AMPK-SIRT1轴延缓血管老化新机制！

血管老化(VA)的特征是动脉的结构和功能特性的变化，包括管壁厚度、顺应性、直径和内皮功能，是多器官衰老和功能障碍的高层次驱动因素。富含亮氨酸重复序列的蛋白8A(LRRC8A)在维持血管内皮细胞功能中起着至关重要的作用，然而，内皮LRRC8A在VA中的作用尚不明确。近期，厦门大学/厦心医院王焱/揭领军/张雁惠团队在国际心血管顶级期刊Cardiovascular Research杂志( IF 13.3)在线发表了题为“Endothelial LRRC8A Delays Vascular Ageing in Natural and Accelerated Ageing Mouse Models”的研究论文，本研究表明内皮LRRC8A是AMPK-SIRT1轴的一种新的调节剂，并提示靶向LRRC8A是治疗VA和年龄相关慢性疾病的一种有前景的治疗策略。

· 维真助力 - AAV ·

AAV9-LRRC8A显著增加了MAECs中LRRC8A的蛋白水平

研究结果

1. 内皮细胞LRRC8A缺失加速D-半乳糖诱导的衰老小鼠的动脉僵硬和VA进展

首先，作者研究发现小鼠和人老化的主动脉和衰老的内皮细胞中LRRC8A表达下调。为了确认内皮LRRC8A在VA中的作用，作者构建了内皮特异性LRRC8A敲除小鼠（CKO），并给以D-半乳糖建立衰老小鼠模型。在D-半乳糖（D-Gal）刺激下，CKO小鼠的耐力和前肢握力指标都低于WT小鼠。进一步探究了内皮LRRC8A缺失是否会影响血管结构和功能，D-Gal导致CKO小鼠的主动脉PWV值高于WT小鼠，而整体径向应变低于WT小鼠，提示内皮细胞LRRC8A缺失导致血管僵硬。此外，D-Gal处理使CKO小鼠的动脉壁厚度相比WT小鼠增加，且CKO小鼠胶原积聚明显增多，弹性纤维蛋白显著减少。分子水平上，D-Gal介导的WT小鼠血清丙二醛水平的升高在CKO小鼠中进一步增强。CKO小鼠的主动脉组织中P53和IL-6的水平高于WT小鼠，CAT的水平低于WT小鼠。这些结果表明，内皮LRRC8A缺陷加速了D-Gal诱导的动脉僵硬和VA进展。

图1. 内皮细胞LRRC8A缺失加速D-半乳糖诱导的衰老小鼠的动脉僵硬和VA进展

2. 血管内皮细胞LRRC8A调节VA的分子机制

进一步研究表明LRRC8A控制与细胞衰老、细胞周期负调控和氧化应激抵抗相关的基因表达，并通过实验证实了内皮LRRC8A在调节细胞衰老和氧化应激中的保护作用。作者进一步探究了内皮细胞LRRC8A调节VA的分子机制，对转录组测序数据进行了GO/KEGG通路富集分析，发现AMPK、P53、FOXO和NAD/NADP 11结合信号通路丰富。实验结果表明LRRC8A正向调节内皮细胞中的AMPK-SIRT1轴，LRRC8A以AMPK依赖的方式促进SIRT1的核穿梭。LRRC8A缺失通过SIRT1依赖的途径参与了VA的发生，SIRT1激动剂可以阻断内皮细胞LRRC8A缺乏诱导的VA进展。

图2.LRRC8A对内皮细胞AMPK-SIRT1轴的正向调节作用

3. AAV-LRRC8A靶向内皮的基因治疗可延缓自然衰老小鼠VA的进展

由于缺乏LRRC8A特异性激动剂，作者使用AAV基因疗法来探究内皮LRRC8A过表达是否可以延缓自然衰老小鼠的VA进展。给17月龄野生型C57BL/6小鼠注射AAV9-ICAM2-LRRC8A或AAV9-ICAM2-GFP，显著提高了小鼠MAECs中LRRC8A的蛋白水平。在AAV治疗8周后，观察到AAV-LRRC8A小鼠的PWV与对照小鼠相比显著降低，并且这种治疗效果在小鼠身上持续到20月龄。在20月龄的小鼠中，AAV-LRRC8A小鼠的耐力和前肢握力比对照组小鼠显著增加，内皮细胞LRRC8A过度表达增加了整体径向应变，降低了PWV。内皮细胞LRRC8A的过表达延迟了主动脉壁的增厚，减少了小鼠主动脉中与年龄相关的胶原沉积。分子水平上，检测了老年小鼠主动脉中的关键分子表达，内皮细胞LRRC8A过表达增加了SIRT1、p-AMPK(T172)、CAT和SOD-2的水平，而减少了与炎症、细胞衰老和胶原沉积有关的标志物的表达。以上结果表明AAV驱动的LRRC8A基因治疗可以延缓自然衰老小鼠的VA进展。

图3. 内皮靶向AAV-LRRC8A基因治疗可延缓自然衰老小鼠VA的进展

实验结论

本研究证实了内皮LRRC8A通过调节细胞衰老和氧化应激在预防VA中的重要性。机制上讲，内皮细胞LRRC8A磷酸化AMPK(T172)，随后促进SIRT1核转位，最终抑制p53依赖的衰老途径，激活FOXO3依赖的抗氧化途径。AAV介导的体内基因治疗可以延缓VA的进展。鉴于VA的临床意义，本研究的结果加强了血管内皮细胞LRRC8A在VA中的生物学功能，并为治疗VA和年龄相关慢性疾病的潜在治疗靶点提供了新的见解。