Circulation（IF 41.3）重磅！山东大学张梅/戴珅/刘凤鸣团队揭示肺动脉高压血管重构调控新机制

肺动脉高压（PH）是一种进行性、危及生命的疾病，其主要特征为肺血管重构，其中内皮功能障碍起着至关重要的作用。然而，导致这一病理过程的分子因素尚不完全清楚。以往研究通过对缺氧处理的人肺动脉内皮细胞进行蛋白质组学分析，鉴定出丝氨酸羟甲基转移酶2（SHMT2）是PH的一个潜在靶点，但其在疾病发病机制中的作用及潜在机制仍不清楚。2026年6月10日，山东大学齐鲁医院张梅教授团队与山东大学基础医学院戴珅、刘凤鸣团队联合在Circulation(IF 41.3)发表题为“Endothelial SHMT2 Drives Pulmonary Vascular Remodeling Through Noncanonical Pathway in Pulmonary Hypertension”的研究论文。系统揭示了内皮细胞SHMT2通过非经典通路驱动PH肺血管重构的新机制，并筛选出小分子抑制剂Namodenoson，为PH治疗提供了全新策略。

维真助力 - AAV、腺病毒及质粒
（SHMT2、RhoB及其截短突变体质粒）

AAV9-ICAM2-Shmt2处理的小鼠肺组织中SHMT2蛋白表达显著升高

AAV9-Shmt2-shRNA处理的大鼠肺组织中SHMT2蛋白表达显著降低

研究结果

1、SHMT2是PH的潜在治疗靶点

研究团队通过实验将SHMT2确定为PH中一个与疾病严重程度相关的、在内皮细胞中特异性上调的潜在治疗靶点。在内皮细胞特异性敲除Shmt2后，可显著减弱低氧暴露小鼠的PH表型。随后，团队构建了由ICAM2内皮启动子驱动的AAV9-Shmt2过表达病毒，流式分选证实CD45-CD31+内皮细胞中SHMT2蛋白表达显著升高，免疫荧光染色显示GFP主要表达于血管内皮，在肺及其他主要器官中脱靶表达极少。暴露于缺氧环境后，与AAV9-ICAM2-Ctrl处理的小鼠相比，AAV9-ICAM2-Shmt2处理的小鼠表现出更严重的PH表型，包括右心室收缩压（RVSP）升高、RV肥大及肺小动脉肌化程度加重。为进一步评估EC特异性Shmt2沉默对PH的保护作用，团队在注射野百合碱（MCT）前2周向大鼠施用AAV9-Shmt2-shRNA。MCT注射后第21天，与对照组大鼠相比，AAV9-Shmt2-shRNA处理的大鼠PH相关的平均肺动脉压和RVSP升高显著减弱，右心室肥厚指数显著下降，肺动脉中膜厚度降低，肺小动脉肌化比例均减少。在SuHx诱导的PH大鼠模型中给予AAV9-Shmt2-shRNA干预，也得到了一致的治疗效果。

EC特异性抑制Shmt2可延缓MCT或SuHx诱导的PH大鼠模型中PH的发展

2、SHMT2通过上调RhoB促进缺氧诱导的内皮屏障功能障碍和PH进展

研究团队对缺氧条件下沉默SHMT2的hPAEC开展蛋白质组学分析，发现差异蛋白显著富集于应力纤维组装及内皮屏障建立等表型。进一步研究发现，SHMT2通过一碳代谢途径促进缺氧ECs的细胞增殖；然而，内皮通透性调节不依赖于其酶活性，SHMT2酶活突变体（K95Q/K280Q）过表达实验亦证实了这一结论。SHMT2α是SHMT2的一种胞浆异构体，缺乏线粒体靶向序列而定位于细胞质中，既往研究提示其具有非酶促功能。研究团队分别利用腺病毒及AAV9病毒载体介导SHMT2α的体外及体内过表达，结果证实SHMT2主要通过非代谢机制参与缺氧诱导的内皮屏障功能障碍。蛋白质组学分析发现RhoB是SHMT2诱导的内皮屏障功能障碍的候选介质，且在体外实验中，敲低RhoB可阻断SHMT2α过表达所致的应力纤维形成及高通透性。在Shmt2ECKO小鼠中通过AAV9-ICAM2-RhoB-GFP进行RhoB的内皮特异性过表达，可逆转Shmt2敲除带来的保护效应，表现为RVSP、Fulton指数及肺血管肌化程度回升，且透射电镜及伊文思蓝实验提示内皮紧密连接破坏及通透性增加，从而证实RhoB是SHMT2诱导内皮屏障功能障碍的关键下游介质。进一步研究发现，SHMT2通过参与BRISC去泛素化复合体抑制RhoB的K63连接型泛素化修饰，从而阻止其经溶酶体途径降解，提高RhoB蛋白稳定性。

RhoB介导SHMT2相关的内皮屏障功能障碍和肺动脉高压

3、Namodenoson是SHMT2非典型功能的抑制剂

基于SHMT2-BRISC复合物晶体结构，研究团队对超10万种小分子化合物开展分子对接虚拟筛选；初筛得到200个候选分子，结合成药性、临床应用背景缩小至27个，最终锁定Namodenoson。体外细胞层面证明Namodenoson可直接阻断SHMT2与RhoB的蛋白结合，抑制SHMT2-BRISC复合物介导的RhoB去泛素化，下调RhoB蛋白水平；同时逆转内皮损伤表型，且不干扰SHMT2代谢功能。在SuHx和MCT两种大鼠PH模型中，Namodenoson给药均显著改善肺动脉高压、右心室肥厚及肺血管重构，表明其在啮齿动物模型中对PH具有保护作用，并具有预防和治疗PH的潜力。机制上，Namodenoson通过靶向SHMT2-RhoB轴改善PH。

SHMT2非典型功能的小分子抑制剂Namodenoson的筛选及其在PH中的治疗潜力

研究结论

本研究将SHMT2确定为PH中肺动脉内皮功能障碍的关键调控因子，揭示了SHMT2的一种非经典功能，即通过增强PAECs中RhoB的去泛素化来促进内皮高通透性。此外，鉴定出Namodenoson是一种靶向该非经典通路的有效抑制剂，从而在PH中发挥保护作用。总而言之，这些发现表明靶向SHMT2可能代表一种有前景的PH治疗策略。