18017847121
動(dòng)脈粥樣硬化與衰老密切相關(guān)，是全球主要的死亡原因之一。越來(lái)越多的證據(jù)表明，血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）的衰老在動(dòng)脈粥樣硬化的形成中發(fā)揮重要作用。
VSMC的衰老不僅導(dǎo)致其數(shù)量減少，還影響了斑塊破裂后的修復(fù)能力，進(jìn)而增加斑塊的脆弱性。因此，深入探討VSMC衰老的新機(jī)制并尋找新的治療靶點(diǎn)是推動(dòng)動(dòng)脈粥樣硬化治療的重要方向。
細(xì)胞衰老通常是由多種因素引發(fā)的應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞不可逆地停止生長(zhǎng)。衰老細(xì)胞會(huì)釋放出多種生物活性物質(zhì)，稱(chēng)為衰老相關(guān)分泌表型（SASP），這些物質(zhì)破壞了組織微環(huán)境，并引發(fā)衰老相關(guān)的炎癥反應(yīng)。關(guān)于SASP在VSMC衰老及動(dòng)脈粥樣硬化中的表觀(guān)遺傳調(diào)控仍存在明顯的研究空白。
衰老的VSMC經(jīng)歷了從線(xiàn)粒體氧化磷酸化到有氧糖酵解的代謝轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變導(dǎo)致乳酸的積累。乳酸不僅是能量代謝的重要調(diào)節(jié)劑，其過(guò)高的水平還被認(rèn)為與多種疾病的發(fā)展相關(guān)。因此，揭示乳酸及其代謝產(chǎn)物對(duì)衰老和動(dòng)脈粥樣硬化的影響，將為理解這一疾病提供新視角。
腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白1（TRAP1）是熱休克蛋白家族的重要成員，參與細(xì)胞的代謝和穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。已有研究表明，線(xiàn)粒體基因TRAP1在調(diào)控乳酸積累方面發(fā)揮著作用，并與衰老相關(guān)疾病密切相關(guān)，但其在動(dòng)脈粥樣硬化中的具體功能尚未被充分探索。
本研究全面探討TRAP1在VSMC衰老和動(dòng)脈粥樣硬化中的作用。研究證明HDAC3是調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）衰老中H4K12la的重要因子，促進(jìn)SASP表達(dá)并加速細(xì)胞衰老，同時(shí)闡明了能量代謝與表觀(guān)遺傳功能的聯(lián)系，為衰老相關(guān)疾?。ㄈ鐒?dòng)脈粥樣硬化）的治療提供了新見(jiàn)解與策略。
相關(guān)研究由南京醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院團(tuán)隊(duì)于2024年8月1日發(fā)表在心血管頂級(jí)期刊European Heart Journal (歐洲心臟病學(xué)雜志，IF=37.6) 。具體研究思路解析如下：
研究目標(biāo)：旨在探討線(xiàn)粒體基因TRAP1在血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）衰老中的作用，特別是在動(dòng)脈粥樣硬化和高脂飲食條件下TRAP1的表達(dá)如何影響細(xì)胞衰老過(guò)程。
方法步驟：
（1）數(shù)據(jù)庫(kù)整合與基因篩選：研究者整合了衰老相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)和MitoMiner數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)現(xiàn)在Ras誘導(dǎo)的人VSMC中TRAP1顯著上調(diào)，提示其可能與衰老相關(guān)。
（2）樣本分析：對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化患者和高脂飲食喂養(yǎng)的ApoeKO小鼠的主動(dòng)脈組織進(jìn)行分析，結(jié)果顯示TRAP1及衰老標(biāo)志物（如P53、P21、P16）的表達(dá)水平升高，表明TRAP1與VSMC衰老相關(guān)。
（3）免疫熒光染色：通過(guò)免疫熒光染色觀(guān)察TRAP1與血管平滑肌細(xì)胞標(biāo)記物α-SMA的共定位，進(jìn)一步確認(rèn)TRAP1在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的表達(dá)。
（4）TRAP1敲低：進(jìn)行TRAP1敲低實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)TRAP1的缺失可以顯著降低Ras誘導(dǎo)的衰老標(biāo)志物，并改善線(xiàn)粒體功能和能量代謝。
（5）TRAP1過(guò)表達(dá)：過(guò)表達(dá)TRAP1的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示，TRAP1過(guò)表達(dá)會(huì)顯著促進(jìn)VSMC的衰老，提示TRAP1在細(xì)胞衰老中的促效應(yīng)。
（6）衰老特征評(píng)估：評(píng)估VSMC衰老的特征，包括表型轉(zhuǎn)變（收縮表型相關(guān)基因表達(dá)下降，合成表型相關(guān)基因表達(dá)上升）、SA-β-Gal陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量以及細(xì)胞增殖能力的變化。
（7）SASP分析：研究TRAP1對(duì)衰老相關(guān)分泌表型（SASP）的影響，發(fā)現(xiàn)TRAP1沉默顯著降低了SASP的上調(diào)。
結(jié)果總結(jié)：證實(shí)TRAP1作為一種與衰老相關(guān)的線(xiàn)粒體基因，對(duì)VSMC的衰老具有積極促進(jìn)作用。TRAP1的表達(dá)水平與動(dòng)脈粥樣硬化和細(xì)胞衰老密切相關(guān)，其缺失可改善線(xiàn)粒體功能并延緩衰老過(guò)程，而過(guò)表達(dá)則加速衰老。這些發(fā)現(xiàn)為理解細(xì)胞衰老機(jī)制提供了新的視角，并可能為相關(guān)疾病的治療提供潛在的靶點(diǎn)。
圖1 TRAP1調(diào)節(jié)VSMC衰老
研究目標(biāo)：探索TRAP1在Ras誘導(dǎo)的人血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）中的作用，特別是其如何影響線(xiàn)粒體功能和能量代謝。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
（1）缺失TRAP1的影響：比較TRAP1缺失與正常情況對(duì)于線(xiàn)粒體損傷及代謝變化的影響，采用線(xiàn)粒體染色與Seahorse實(shí)驗(yàn)測(cè)定線(xiàn)粒體功能和糖酵解活性。
（2）代謝產(chǎn)物的檢測(cè)：評(píng)估缺失TRAP1后，乙酰輔酶A和檸檬酸的水平，分析能量代謝的轉(zhuǎn)變趨勢(shì)。
（3）關(guān)鍵酶的表達(dá)檢測(cè)：
通過(guò)Western blot和qPCR檢測(cè)糖酵解限速酶（如PFK1、HK2、PKM2）以及參與三羧酸循環(huán)（TCA）和電子傳遞鏈的酶的表達(dá)與活性。觀(guān)察TRAP1缺失是否上調(diào)PFK1的表達(dá)，并分析這種變化對(duì)其他代謝途徑的影響。
（4）相互作用分析：
使用共免疫沉淀（CoIP）等技術(shù)驗(yàn)證TRAP1與PFK1之間的相互作用。檢測(cè)TRAP1對(duì)PFK1泛素化水平的影響，分析其如何通過(guò)降低泛素化促進(jìn)PFK1表達(dá)。
（5）干預(yù)實(shí)驗(yàn)：
通過(guò)使用TRAP1抑制劑G-TPP和小干擾RNA（siRNA）靶向TRAP1，觀(guān)察對(duì)VSMC代謝的影響。檢測(cè)PFK1抑制劑對(duì)TRAP1過(guò)表達(dá)VSMC中線(xiàn)粒體功能的改善作用。
結(jié)果分析：TRAP1缺失能改善Ras誘導(dǎo)的VSMC線(xiàn)粒體損傷，減少能量代謝對(duì)糖酵解的傾斜，同時(shí)提高氧化磷酸化水平。PFK1的過(guò)表達(dá)對(duì)電子傳遞鏈的活性產(chǎn)生抑制作用，TRAP1通過(guò)與PFK1相互作用，在調(diào)節(jié)糖酵解途徑上發(fā)揮關(guān)鍵作用。
結(jié)論：TRAP1通過(guò)上調(diào)PFK1的表達(dá)，抑制TCA循環(huán)和電子傳遞鏈活性，從而影響VSMC的能量代謝。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了TRAP1在衰老和動(dòng)脈粥樣硬化中的重要角色，為未來(lái)治療策略的開(kāi)發(fā)提供了新的視角。
圖2 TRAP1是衰老VSMC中能量重編程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子
研究背景：研究關(guān)注TRAP1在衰老人血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）中對(duì)乳酸生產(chǎn)的影響，以及乳酸在細(xì)胞衰老中的作用。
實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：
（1）確定TRAP1敲低對(duì)VSMC中乳酸水平的影響。
（2）測(cè)試外源性補(bǔ)充乳酸是否能夠逆轉(zhuǎn)TRAP1敲低所引起的細(xì)胞衰老。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
（1）TRAP1敲低：通過(guò)小干擾RNA（siRNA）靶向TRAP1，觀(guān)察衰老VSMC中的乳酸產(chǎn)量變化，使用Seahorse實(shí)驗(yàn)測(cè)定細(xì)胞的代謝功能，并通過(guò)Western blot（WB）和SA-β-Gal染色來(lái)評(píng)估細(xì)胞衰老和相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)。
（2）外源性乳酸補(bǔ)充：在TRAP1敲低后補(bǔ)充外源性乳酸，檢測(cè)其對(duì)細(xì)胞衰老指標(biāo)的影響。
（3）乳酸抑制實(shí)驗(yàn)：使用糖酵解抑制劑2-DG、乳酸脫氫酶抑制劑和針對(duì)乳酸脫氫酶的siRNA來(lái)降低乳酸產(chǎn)生，觀(guān)察這些處理對(duì)VSMC衰老的影響。
結(jié)果分析：
（1）發(fā)現(xiàn)TRAP1敲低確實(shí)降低了衰老VSMC中的乳酸產(chǎn)量，同時(shí)補(bǔ)充乳酸可以逆轉(zhuǎn)TRAP1敲低引起的衰老現(xiàn)象，包括衰老標(biāo)志物的減少和細(xì)胞增殖能力的提升。
（2）糖酵解抑制劑和乳酸脫氫酶的抑制也顯著降低了乳酸水平，并減輕了VSMC的衰老表現(xiàn)，進(jìn)一步支持乳酸積累與TRAP1誘導(dǎo)衰老之間的關(guān)系。
結(jié)論：研究結(jié)果支持TRAP1通過(guò)增加乳酸積累來(lái)促進(jìn)VSMC衰老的假設(shè)，說(shuō)明乳酸作為關(guān)鍵代謝物在細(xì)胞衰老中的重要性。
圖3 TRAP1介導(dǎo)的乳酸積累促進(jìn)VSMC衰老
研究背景：本研究探討TRAP1介導(dǎo)的乳酸積累如何通過(guò)組蛋白H4K12乳酸化（H4K12la）促進(jìn)衰老的血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）中衰老相關(guān)分泌表型（SASP）的激活。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
（1）TRAP1敲低：通過(guò)敲低TRAP1，觀(guān)察Ras誘導(dǎo)的人VSMCs中整體蛋白乳酸化（特別是H4K12la）水平的變化，主要借助Western blot分析。
（2）H4K12la定位：使用超分辨率熒光成像觀(guān)察H4K12la在衰老VSMCs中的定位，尤其是在核膜的富集情況。
（3）外源乳酸補(bǔ)充：補(bǔ)充乳酸以檢測(cè)其是否能恢復(fù)TRAP1敲低后H4K12la水平的變化。
（4）驗(yàn)證H4K12la與SASP的關(guān)系：
通過(guò)ChIP-qPCR和核跑膠實(shí)驗(yàn)確認(rèn)H4K12la在SASP啟動(dòng)子區(qū)域的富集，進(jìn)而分析H4K12la對(duì)SASP轉(zhuǎn)錄的影響。
（5）HDAC3的作用：
研究HDAC3在調(diào)節(jié)H4K12la和SASP中的作用，評(píng)估p300和HDAC1-3的催化功能，特別觀(guān)察HDAC3在Ras誘導(dǎo)的hVSMC中的表達(dá)變化。驗(yàn)證乳酸如何影響HDAC3的表達(dá)，并通過(guò)Western blot和免疫熒光染色確認(rèn)其對(duì)H4K12la水平的影響。
（6）干預(yù)實(shí)驗(yàn)：
過(guò)表達(dá)HDAC3以評(píng)估其對(duì)H4K12la、衰老標(biāo)志物和SASP表達(dá)的影響，使用轉(zhuǎn)錄技術(shù)檢測(cè)新生SASP轉(zhuǎn)錄物的變化。
（7）HDAC激動(dòng)劑的實(shí)驗(yàn)：
使用HDAC激動(dòng)劑ITSA-1進(jìn)一步驗(yàn)證HDAC3在H4K12la介導(dǎo)的衰老中的作用，觀(guān)察其對(duì)H4K12la和SASP轉(zhuǎn)錄的影響。
研究結(jié)論：乳酸通過(guò)下調(diào)HDAC3表達(dá)，增加H4K12la水平，進(jìn)而促進(jìn)VSMC的衰老和SASP的激活。這一機(jī)制提供了TRAP1在細(xì)胞衰老中的新見(jiàn)解，強(qiáng)調(diào)了乳酸和表觀(guān)遺傳修飾在衰老過(guò)程中的重要性。
圖4 TRAP1介導(dǎo)H4K12la促進(jìn)衰老VSMC中SASP激活
本研究旨在探討HDAC3在Ras誘導(dǎo)的衰老VSMCs中的作用，以及乳酸如何通過(guò)調(diào)節(jié)HDAC3表達(dá)來(lái)影響VSMC衰老和SASP（衰老相關(guān)分泌表型）的表達(dá)。
實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：
確定Ras誘導(dǎo)的VSMCs中HDAC3的表達(dá)變化。
探究TRAP1敲低或乳酸如何影響HDAC3的表達(dá)。
評(píng)估HDAC3過(guò)表達(dá)對(duì)VSMC衰老及SASP表達(dá)的影響。
驗(yàn)證HDAC3激動(dòng)劑ITSA-1在抑制H4K12乳酸化和衰老方面的作用。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
Western blot分析：檢測(cè)Ras誘導(dǎo)的VSMCs中HDAC3的表達(dá)變化。過(guò)表達(dá)實(shí)驗(yàn)：通過(guò)過(guò)表達(dá)HDAC3來(lái)觀(guān)察其對(duì)VSMC衰老及SASP表達(dá)的影響。
抑制劑實(shí)驗(yàn)：使用HDAC3激動(dòng)劑ITSA-1來(lái)驗(yàn)證其對(duì)H4K12乳酸化和衰老的影響。
染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)H4K12乳酸化在SASP啟動(dòng)子處的富集情況。
關(guān)鍵步驟：
HDAC3表達(dá)檢測(cè)：通過(guò)Western blot分析發(fā)現(xiàn)Ras誘導(dǎo)的VSMCs中HDAC3蛋白表達(dá)顯著下調(diào)。
TRAP1和乳酸的影響：TRAP1敲低或添加乳酸可以進(jìn)一步下HDAC3的表達(dá)
HDAC3過(guò)表達(dá)實(shí)驗(yàn)：通過(guò)過(guò)表達(dá)HDAC3，發(fā)現(xiàn)其可以顯著減H4K12乳酸化，降低衰老標(biāo)志物和SASP的表達(dá)，恢復(fù)細(xì)胞增殖能力。
HDAC3激動(dòng)劑實(shí)驗(yàn)：使用HDAC3激動(dòng)劑ITSA-1可以有效防止H4K12乳酸化和衰老的增加。
ChIP實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證HDAC3過(guò)表達(dá)對(duì)SASP啟動(dòng)子處H4K12乳酸化和相關(guān)組蛋白修飾的影響。
結(jié)果分析：
Ras誘導(dǎo)的VSMCs中HDAC3表達(dá)顯著下降。
TRAP1敲低或添加乳酸可以進(jìn)一步下調(diào)HDAC3的表達(dá)。
HDAC3過(guò)表達(dá)可以顯著減少H4K12乳酸化，降低衰老標(biāo)志物和SASP的表達(dá)，恢復(fù)細(xì)胞增殖能力。
HDAC3激動(dòng)劑ITSA-1可以有效防止H4K12乳酸化和衰老的增加。
ChIP實(shí)驗(yàn)顯示，HDAC3過(guò)表達(dá)顯著降低SASP啟動(dòng)子處H4K12乳酸化和相關(guān)組蛋白修飾的水平。
結(jié)論：
（1）乳酸通過(guò)抑制HDAC3的表達(dá)來(lái)增加H4K12乳酸化，從而促進(jìn)VSMC衰老。
（2）HDAC3的過(guò)表達(dá)可以減少H4K12乳酸化，降低衰老標(biāo)志物和SASP的表達(dá)，恢復(fù)細(xì)胞增殖能力。
（3） HDAC3激動(dòng)劑ITSA-1可以有效防止H4K12乳酸化和衰老的增加，支持HDAC3在VSMC衰老中的關(guān)鍵作用。
通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，揭示了HDAC3在VSMC衰老和SASP表達(dá)中的重要作用，為治療衰老相關(guān)疾病提供了新的靶點(diǎn)和策略。
圖5通過(guò)阻斷 HDAC3 上調(diào) H4K12la 可促進(jìn) VSMC 衰老
研究目標(biāo)：探索SMC特異性TRAP1敲除在高脂飲食（HFD）喂養(yǎng)的Apoe KO小鼠中對(duì)主動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化（AS）的影響，包括斑塊面積、穩(wěn)定性、衰老VSMC數(shù)量、H4K12乳酸化、能量代謝和SASP表達(dá)等。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
小鼠模型：使用Apoe KO小鼠建立SMC特異性Trap1敲除小鼠（Apoe KO Trap1 SMCKO），并喂養(yǎng)它們正常飼料（NC）或高脂飲食（HFD），持續(xù)16周。
斑塊分析：采用Oil Red O染色觀(guān)察主動(dòng)脈中的脂質(zhì)斑塊面積和穩(wěn)定性，通過(guò)免疫組織化學(xué)染色進(jìn)一步評(píng)估斑塊的穩(wěn)定性。
衰老和能量代謝檢查：通過(guò)免疫熒光染色和Western blot分析衰老標(biāo)志物（如P21）和H4K12乳酸化的表達(dá)，同時(shí)評(píng)估SASP因子和細(xì)胞能量代謝的變化。
關(guān)鍵步驟：
斑塊面積測(cè)定：比較HFD喂養(yǎng)的Apoe KO Trap1 WT與Trap1 SMCKO小鼠，觀(guān)察主動(dòng)脈斑塊面積的變化。
衰老及乳酸化水平評(píng)估：使用P21和α-SMA的免疫熒光染色確認(rèn)VSMC衰老，同時(shí)檢測(cè)H4K12乳酸化水平。
分化狀態(tài)及表型分析：評(píng)估在HFD喂養(yǎng)下VSMC的收縮表型與合成表型基因的表達(dá)變化。
結(jié)果分析：
斑塊面積和穩(wěn)定性：發(fā)現(xiàn)Trap1敲除小鼠中的斑塊面積顯著減少，且斑塊更穩(wěn)定。
衰老VSMC的減少：Trap1 SMCKO小鼠中衰老VSMC數(shù)量減少，H4K12乳酸化水平顯著降低，表明TRAP1在VSMC衰老中扮演重要角色。
能量代謝與SASP的改善：Trap1敲除導(dǎo)致乳酸產(chǎn)生和SASP表達(dá)顯著下降，說(shuō)明VSMC的能量代謝得到改善。
結(jié)論：
（1）TRAP1通過(guò)增加H4K12乳酸化來(lái)促使VSMC衰老，從而推動(dòng)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展。
（2）SMC特異性Trap1敲除能夠顯著降低斑塊面積、增強(qiáng)斑塊穩(wěn)定性，并改善VSMC的代謝狀態(tài)及衰老特征，提示TRAP1可能是動(dòng)脈粥樣硬化治療的新靶點(diǎn)。
圖6 SMC 特異性Trap1敲除可改善動(dòng)脈粥樣硬化
研究目標(biāo)：探討TRAP1抑制劑G-TPP在高脂飲食（HFD）喂養(yǎng)的Apoe KO小鼠中對(duì)主動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化（AS）發(fā)展的影響，包括斑塊面積、壞死核心大小和膠原含量的變化。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
小鼠模型：將HFD喂養(yǎng)的Apoe KO小鼠分為G-TPP處理組與對(duì)照組。毒性和代謝參數(shù)監(jiān)測(cè)：在給予G-TPP后，監(jiān)測(cè)小鼠的代謝參數(shù)確保不會(huì)對(duì)其代謝造成負(fù)面影響。
斑塊分析：通過(guò)油紅O染色、Masson染色、Sirius Red染色和H&E染色來(lái)評(píng)估主動(dòng)脈斑塊面積、壞死核心大小及膠原含量。
衰老標(biāo)志物檢測(cè)：使用免疫熒光染色和Western blot分析P21、H4K12乳酸化（H4K12la）信號(hào)和SASP因子的表達(dá)。
關(guān)鍵步驟：
斑塊和膠原分析：比較G-TPP處理組與對(duì)照組小鼠主動(dòng)脈的斑塊特征，包括面積、壞死核心大小及膠原含量。
衰老與乳酸化水平測(cè)定：觀(guān)察G-TPP處理是否能顯著降低VSMC中的P21和H4K12la水平，并評(píng)估MOVAS細(xì)胞中的衰老標(biāo)志物和SASP的表達(dá)。
結(jié)果分析：
斑塊改善：G-TPP處理顯著降低了HFD喂養(yǎng)的Apoe KO小鼠的主動(dòng)脈斑塊面積和壞死核心大小，同時(shí)增加了膠原含量，表明動(dòng)脈粥樣硬化得到了改善。
衰老標(biāo)志物的變化：在G-TPP治療后，免疫熒光和Western blot分析顯示小鼠主動(dòng)脈中的P21和H4K12la信號(hào)顯著降低，表明VSMC的衰老程度減輕。
SASP的降低：G-TPP處理降低了MOVAS細(xì)胞中的SASP因子的表達(dá)，進(jìn)一步支持了TRAP1抑制對(duì)衰老和炎癥反應(yīng)的影響。
結(jié)論：
使用TRAP1抑制劑G-TPP可以有效減緩HFD誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展，通過(guò)降低斑塊尺寸、增加膠原含量及減少VSMC的衰老標(biāo)志物，建立了TRAP1作為動(dòng)脈粥樣硬化治療的新靶點(diǎn)。這些結(jié)果表明，抑制TRAP1可能是一種有前景的動(dòng)脈粥樣硬化治療策略，值得在未來(lái)進(jìn)行更深入的研究和臨床應(yīng)用探索。
圖7 TRAP1 的藥理學(xué)抑制可抑制體內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展
研究目標(biāo)：探討通過(guò)PROTAC技術(shù)降解TRAP1作為治療動(dòng)脈粥樣硬化的新策略，相較于傳統(tǒng)抑制劑，靶向蛋白降解具有更高的療效和特異性。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
（1）候選化合物：識(shí)別小分子化合物16b（BP3），該化合物能夠促使TRAP1通過(guò)泛素化機(jī)制降解，依賴(lài)于cereblon（CRBN）。
（2）TRAP1降解實(shí)驗(yàn)：通過(guò)Western blot分析評(píng)估BP3對(duì)TRAP1蛋白的降解效果，觀(guān)察在不同濃度下TRAP1的變化。
（3）評(píng)估細(xì)胞毒性：實(shí)施初步毒性評(píng)估，確認(rèn)BP3在高濃度下對(duì)細(xì)胞的毒性有限，確保其應(yīng)用安全。
（4）體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：
小鼠模型：在高脂飲食（HFD）條件下對(duì)ApoeKO小鼠進(jìn)行BP3治療，分析其對(duì)斑塊面積、壞死核心和膠原蛋白含量的影響。
生理參數(shù)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)小鼠在治療前后的體重、血壓和血脂，確保BP3對(duì)這些生理參數(shù)沒(méi)有顯著影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：BP3能夠有效誘導(dǎo)TRAP1的降解，顯著減少VSMC的衰老和動(dòng)脈粥樣硬化的相關(guān)病變；BP3治療后，小鼠主動(dòng)脈中的斑塊面積和壞死核心顯著減少，并且膠原含量增加，顯示出動(dòng)脈粥樣硬化的改善；還發(fā)現(xiàn)BP3處理降低了相關(guān)衰老標(biāo)志物、H4K12la和SASP的表達(dá)，體現(xiàn)出TRAP1的降解效果。
結(jié)論：通過(guò)BP3降解TRAP1，顯示出其作為動(dòng)脈粥樣硬化治療的新方式的潛力。這一研究結(jié)果為未來(lái)的臨床應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
圖8 通過(guò) PROTAC 降解 TRAP1 治療動(dòng)脈粥樣硬化
本研究發(fā)現(xiàn)線(xiàn)粒體蛋白TRAP1在血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）衰老及動(dòng)脈粥樣硬化中起重要作用，誘導(dǎo)組蛋白微環(huán)境變化并促進(jìn)衰老進(jìn)程。
TRAP1的上調(diào)促進(jìn)糖酵解，導(dǎo)致乳酸積累。積累的乳酸通過(guò)抑制組蛋白賴(lài)氨酸去乙?；窰DAC3，增強(qiáng)H4K12乳酸化（H4K12la），從而促進(jìn)衰老相關(guān)分泌表型（SASP）轉(zhuǎn)錄，加劇動(dòng)脈粥樣硬化。這一機(jī)制揭示了細(xì)胞代謝與表觀(guān)遺傳調(diào)控之間的相互作用，為T(mén)RAP1作為潛在治療靶點(diǎn)提供了依據(jù)。
TRAP1的作用：TRAP1是線(xiàn)粒體功能的重要調(diào)節(jié)因子，其基因敲除小鼠在與年齡相關(guān)的疾病中表現(xiàn)出的發(fā)病率降低。此研究中，TRAP1在衰老VSMC中的過(guò)表達(dá)導(dǎo)致糖酵解上調(diào)，從而影響能量代謝。
組蛋白乳酸化的作用：組蛋白乳酸化在多種生物過(guò)程中發(fā)揮重要作用，并在與衰老相關(guān)的SASP激活中起關(guān)鍵角色。本研究強(qiáng)調(diào)H4K12la在衰老特異性染色質(zhì)微環(huán)境的構(gòu)建中的作用。
HDAC3作為關(guān)鍵因子：HDAC3被確定為調(diào)節(jié)H4K12la的重要酶，它的抑制導(dǎo)致H4K12la水平升高，SASP增強(qiáng)，進(jìn)而促進(jìn)VSMC衰老，為動(dòng)脈粥樣硬化的治療提供了新的靶點(diǎn)。
代謝與表觀(guān)遺傳學(xué)的交互：研究揭示了乳酸代謝與組蛋白修飾之間的新聯(lián)系，表明代謝信號(hào)在衰老和動(dòng)脈粥樣硬化中的重要性，提出代謝-表觀(guān)遺傳串?dāng)_的觀(guān)點(diǎn)，并引出對(duì)其他代謝中間體的研究。
細(xì)胞衰老對(duì)健康的影響：細(xì)胞衰老與多種疾病密切相關(guān)，包括心血管疾病，線(xiàn)粒體功能損傷和代謝異常在細(xì)胞衰老中起核心作用。本研究指出：
（1）衰老的VSMC中糖酵解水平升高，推動(dòng)進(jìn)一步探索細(xì)胞代謝重編程的機(jī)制；
（2）研究還指出腫瘤藥物（如他莫昔芬和TRAP1抑制劑G-TPP）在動(dòng)脈粥樣硬化治療中的潛在應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)了重新利用抗腫瘤藥物來(lái)應(yīng)對(duì)衰老驅(qū)動(dòng)的心血管疾病的可能性；
（3）PROTAC BP3作為新型藥物，能夠高效誘導(dǎo)TRAP1降解，顯示出治療動(dòng)脈粥樣硬化的潛力，并具備較高的選擇性和較低的細(xì)胞毒性。
局限性與未來(lái)研究方向：盡管乳酸對(duì)HDAC3的抑制影響明顯，但其具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究，未來(lái)在細(xì)胞代謝與表觀(guān)遺傳學(xué)交互方面的研究仍有廣闊空間。
參考文獻(xiàn)：
[1] Li X, et al. TRAP1 drives smooth muscle cell senescence and promotes atherosclerosis via HDAC3-primed histone H4 lysine 12 lactylation. Eur Heart J. 2024 Aug.
doi:10.1093/eurheartj/ehae379
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