力学敏感的TET1s通过调节YAP磷酸化来抑制内皮促动脉粥样硬化表型

动脉粥样硬化是一种慢性进展性疾病，越来越多的证据表明，内皮功能障碍是动脉粥样硬化的起始步骤。在动脉分支和弯曲处，局部血流模式受到干扰（低和振荡剪切应力，OSS），导致内皮细胞（ECs）转化为促炎表型，如过度增殖和炎症，从而促进AS的进展。相比之下，直段动脉的稳定层流血流（高和单向层状剪切应力，LSS）促进ECs转化为抗炎表型，改善内皮细胞功能，从而抑制动脉粥样硬化进展。

TET甲基胞嘧啶双加氧酶1（Tet methylcytosine dioxygenase 1，TET1s）的短亚型与早期胚胎发育、癌症和哺乳动物神经系统有关。然而，TET1s在ECs中的表达能否调节动脉粥样硬化的发生和发展尚未得到探索。

最近，重庆生物流变科学与技术教育部重点实验室王贵学课题组的一项研究，提供了体内和体外证据，表明致动脉粥样硬化OSS降低了EC中的TET1表达，TET1s表达的降低反过来诱导ECs的炎症和增殖反应，最终导致动脉粥样硬化病变的形成，此外，还证明了TET1s通过增加yes相关蛋白（YAP）第127位丝氨酸残基的磷酸化来阻止OSS介导的YAP的核易位。这些发现支持TET1s在调节促动脉粥样硬化表型和动脉粥样硬化发生中的保护作用。研究成果发表在 Genes & Diseases 期刊题为“Mechano-sensitive TET1s inhibits endothelial athero-susceptible phenotype through regulating YAP phosphorylation”。

实验采用体内动物模型和体外平行板流动室系统评估扰动流动对TET1s表达的影响。首先，通过对小鼠颈动脉分支进行结扎，在左颈总动脉（LCA）处形成局部OSS，在对侧右颈总动脉（RCA）处保持LSS。48小时后，OSS下的TET1s mRNA和蛋白质表达低于LSS环境（图1 A、B）。此外，利用平行板流动室加载OSS，观察到体外培养的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）中的TET1s mRNA和蛋白质水平降低（图1 C）。

为了进一步研究TET1s在动脉粥样硬化发生中的作用，实验构建了基于ApoE−/− 背景的 TET1和TET1s双敲除小鼠（Tet1−/−）和TET1基因单敲除小鼠（Tet1 CS/CS），高脂饲料（HFD）喂养8周以产生动脉粥样硬化模型。主动脉根部油红染色显示，Tet1−/− ApoE−/− 小鼠的脂质沉积比Tet1 CS/CS ApoE−/− 组和ApoE−/− 组多（图1 D、E），表明TET1s可能影响血流动力学力相关的动脉粥样硬化。

接下来，实验进行一系列功能分析以确定TET1s在ECs中的作用。用siRNA敲低TET1s显著增加了ECs数量（图1 F）和增殖细胞核抗原（PCNA）蛋白水平。相比之下，腺病毒诱导的TET1s过表达降低了ECs中的PCNA水平。与LSS相比，体外OSS应用于HUVECs对细胞增殖的促进程度更大，然而，TET1s过表达可减轻OSS介导的HUVECs异常增殖（图1 G）。此外，TET1s的敲低上调了细胞间粘附分子1（ICAM-1）和血管细胞间粘附分子1（VCAM-1）的表达（图1 H）。其高表达反过来又增加了白细胞粘附和内皮炎症。此外，脂多糖（LPS）处理后诱导的炎症状态也因TET1s过表达而减弱，ICAM-1和VCAM-1表达（图1 I）及单核细胞THP-1粘附（图1 J）的降低证明了这一点。这些结果表明，TET1s在OSS 环境中在ECs中发挥抗增殖和抗炎功能。

图1 力学敏感蛋白TET1s通过抑制YAP活性来防止响应振荡剪切应力（OSS）的内皮功能障碍。

然后，为了进一步了解EC中TET1s调控功能的潜在机制，实验研究了TET1s与YAP之间的关系。结果发现，YAP在Tet1−/− ApoE−/− 小鼠主动脉弓（AA）中的表达比Tet1cs/cs ApoE−/− 小鼠中更高（图1 K、L），TET1s敲低增加了ECs中YAP的表达。此外，通过免疫共沉淀和免疫荧光共定位证实了TET1s和YAP之间的物理相互作用（图1 M、N）。

YAP的细胞定位受剪切应力的调控。因此，评估了TET1s在剪切应力条件下如何调节YAP并发现TET1s敲低后ECs中YAP的核易位显著增加。此外，免疫荧光染色显示，OSS显著增加了YAP的核积累和表达，而LSS的效果相反，而TET1s过表达抑制了OSS介导的YAP核易位和表达（图1 O）。

YAP在不同剪切应力条件下的激活和细胞定位取决于其在特定氨基酸残基处的磷酸化。实验发现，TET1s的敲低显著降低了YAP在丝氨酸127位的磷酸化。最后，实验确定了剪切应力下YAP在丝氨酸127位点的磷酸化（p-YAPS127），发现OSS降低了p-YAPS127水平，并通过TET1s的过表达恢复（图1 P）。这些结果表明，TET1s通过调节YAP在剪切应力下的磷酸化来调节YAP的核定位和表达。

然后，继续确认了TET1s对YAP激活的影响。结果表明，TET1s敲低后，HUVECs中CTGF、CYR61和ANKRD1（YAP下游靶基因）的表达增加（图1 Q），但在TET1s过表达时减少。此外，评估了维替泊芬（vp）对YAP活性的抑制是否足以预防TET1s缺乏引起的EC功能障碍。正如预期的那样，VP处理显著抑制了CTGF，CYR61和ANKRD1的表达，并降低了在TET1敲低时它们的上调（图1 Q）。同时，在TET1s敲低后，VP还减弱了PCNA，ICAM-1和VCAM-1的表达。这些结果表明，TET1s 至少在一定程度上通过调节YAP活性介导在剪切应力下的EC增殖和炎症反应。

在该研究中，报道了TET1s对血流动力学敏感，并调节了扰动流下ECs中动脉粥样硬化相关的内皮表型。实验发现TET1s通过增加p-YAPS127水平结合并抑制YAP活性，这随后抑制了EC增殖和炎症相关基因的表达，这些基因通常响应机械剪切应力而上调。总的来说，研究结果揭示了TET1s在调节促动脉粥样硬化EC表型中的新作用，这可能有助于开发动脉粥样硬化的预防和治疗策略。未来需要进一步了解TET1s在不同的血流动力学条件下如何调节YAP活性的机制。

参考文献：Huang L, Qu K, Wang C, Lei D, Yan W, Li T, Hou Z, Qiu J, Wang G. Mechano-sensitive TET1s inhibits endothelial athero-susceptible phenotype through regulating YAP phosphorylation. Genes Dis. 2023 Apr 4;10(4):1183-1186. doi: 10.1016/j.gendis.2023.01.029. PMID: 37397553; PMCID: PMC10311081.
原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37397553/

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