冠狀動脈旁路移植術（coronary artery bypass grafting，CABG）手術，也是大家常說的心臟搭橋手術，是阻塞性冠狀動脈疾病患者的金標準治療方法。CABG手術中最常用的導管是靜脈移植物（VG），用于搭建新的血流通道。由于移植物閉塞，40-50%的接受治療的患者在手術后10年內失敗。這種VG狹窄和閉塞的特征是移植后1-12個月內出現新內膜增生，隨著時間推移最終發展為動脈粥樣硬化。研究發現，靜脈移植物在術后會受到動脈高壓的影響，這種壓力變化是導致新內膜增生的重要因素。從機制上講，VG血管平滑肌細胞（VSMC）受到高幅度的周期性拉伸已被證明會促進VSMC的增殖和遷移，進而引起血管的不良重塑。然而，目前對于參與VSMC功能和行為機械調節的關鍵分子和途徑仍然知之甚少。

2025年，北京第三醫院研究團隊在期刊Advanced Science（IF=14.3）上發表了題為 “Mechanical Activation of cPLA2 Impedes Fatty Acid β-Oxidation in Vein Grafts” 的研究文章。本文提出cPLA2/YY1/CPT1B軸在VSMC對機械力和靜脈移植新內膜增生的反應中起關鍵作用，同時也表明針對該軸的治療可能是預防或治療靜脈移植失敗的可行策略。

【技術路線圖】

【研究結果】

1.FAO和CPT1B在靜脈移植物VSMCs中的表達受抑制

通過構建小鼠靜脈移植物模型，類比人類冠狀動脈旁路移植術。RNA測序發現，與自體對照下腔靜脈（IVC）相比，靜脈移植物（VG）中脂肪酸β- 氧化（FAO）相關基因表達下調，尤其是CPT1B（肉堿棕櫚酰轉移酶1B）。免疫熒光表明，CPT1B蛋白在VG內膜層表達低于中膜層和IVC。酶聯免疫吸附測定血管組織勻漿中的長鏈游離脂肪酸（FFA）含量，顯示與IVC相比，VG中的FFA含量顯著更高。

圖1. FAO和CPT1B在靜脈移植物VSMCs中的表達受抑制

2.高幅度循環牽張阻礙FAO并促進VSMCs增殖遷移

通過對培養的VSMC細胞進行循環拉伸實驗來評估動脈機械環境對細胞脂肪酸代謝的影響，有15%循環應變和1Hz頻率的單軸循環拉伸來模擬動脈機械條件，并使用具有5%循環應變和1Hz頻率的單軸循環拉伸來模擬靜脈機械條件。脂質組學結果表明，與低于5%拉伸的VSMC相比，15%拉伸下的VSMC中的長鏈脂肪酸水平顯著增加，且KEGG通路分析表明脂肪酸降解等途徑受到影響。

圖2. 高強度的循環拉伸阻礙了FAO促進VSMC的增殖和遷移

3.高幅度循環拉伸激活核機械傳感器cPLA2

運用熒光共振能量轉移（FRET）-基于LaminA/C磷酸化傳感器（LAPS）技術，轉染細胞同時可視化核膜張力和cPLA2激活，創建cPLA2突變體降低膜親和力，利用活細胞熒光成像觀察。結果顯示，在低滲處理和15%拉伸條件下，VSMCs核膜張力增加，cPLA2向核膜轉位，花生四烯酸（ArAc）生成增多；突變體抑制cPLA2激活，干擾Lamin A/C表達增強cPLA2激活，表明高幅度循環牽張通過增加核膜張力激活cPLA2。

圖3. 高幅度的循環拉伸激活核機械傳感器cPLA2

4.核機械傳感器cPLA2介導CPT1B表達和FAO響應高幅度循環拉伸的下調

通過RT-qPCR和蛋白質免疫印跡分析發現，ArAc降低CPT1B的mRNA和蛋白水平。Ki67染色和劃痕等實驗表明，cPLA2抑制劑減輕了減輕15%拉伸導致的CPT1B下調和脂肪酸積累，抑制cPLA2減弱拉伸誘導的細胞增殖遷移。CPT1B過表達和敲低實驗進一步證實其在細胞增殖遷移中的作用，說明cPLA2介導高幅度循環牽張下CPT1B表達下調、FAO受損及細胞異常增殖遷移。

圖4. 核機械傳感器cPLA2介導CPT1B表達和FAO響應高幅度循環拉伸的下調

5.cPLA2激活通過作用于轉錄因子YY1下調CPT1B表達

通過染色質免疫沉淀（ChIP）、RT-PCR、Western blotting等實驗驗證，YY1是調控CPT1B的關鍵轉錄因子，ArAc抑制YY1轉錄活性，通過蛋白酶體途徑促進其降解。突變體證實YY1與ArAc相互作用影響其泛素化和CPT1B表達，說明cPLA2激活通過作用于YY1下調CPT1B表達。

圖5. cPLA2激活通過作用于轉錄因子YY1來下調CPT1B表達

6. FAO不足增加核膜張力，協調cPLA2的激活

使用LAPS生物傳感器發現，CPT1B或YY1的敲低以及依托莫西對FAO的抑制增加了核膜張力。脂質組學分析表明，依托莫西處理導致細胞核中長鏈脂肪酸的富集，包括亞油酸（FA18:2）、油酸（FA18:1）和ArAc（FA20:4）。

圖6. FAO不足會增加核膜張力，協調cPLA2的激活

7.干擾cPLA2-CPT1B軸可減輕VGs中的VSMC增殖和新內膜形成

形態學分析表明，與用DMSO處理的VG相比，用cPLA2抑制劑處理的VG的新內膜面積減少。免疫熒光分析顯示，與DMSO孵育相比，與CAY10650抑制劑孵育增加了鈣調蛋白標記的VSMC中CPT1B的表達，并減少了VG中Ki67陽性增殖細胞的數量。

圖7. 干擾cPLA2-CPT1B軸可減輕VG中的VSMC增殖和新內膜形成

【研究小結】

CABG手術是治療復雜多支冠狀動脈疾病和/或左主干疾病患者的金標準。然而，VG再狹窄、長期移植物低通暢仍然是CABG術后尚未解決的問題。本研究確定了VG再狹窄的潛在機制，證明機械感覺cPLA2響應動脈機械拉伸誘導FAO缺陷。同時，高幅度的循環拉伸激活cPLA2，導致ArAc的產生。ArAc促進轉錄因子YY1的泛素化和降解，從而抑制CPT1B表達。這種對CPT1B表達和FAO水平的抑制促進了VSMC和新內膜增生的增殖和遷移。本研究表明，靶向cPLA2-CPT1B通路可能是防止新內膜形成和提高VG通暢性的潛在干預措施。

參考文獻

Fan L, et al. Mechanical Activation of cPLA2 Impedes Fatty Acid β-Oxidation in Vein Grafts. Adv Sci. 2025.

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