《Biology Direct》：CAP1: a novel extracellular vesicle marker linked to endothelial senescence in atherosclerosis
编辑推荐：
为探究内皮细胞衰老（ES）在动脉粥样硬化中的作用机制，研究人员以 ApoE 基因敲除小鼠和人主动脉、冠状动脉内皮细胞为研究对象，开展细胞外囊泡（EVs）相关研究。结果发现 CAP1 是与 ES 相关的新分子靶点，这为动脉粥样硬化的防治提供了新方向。
在心血管疾病的研究领域，内皮功能障碍（ED）被视为心血管疾病的关键潜在因素，其中约三分之一的患者年龄在 70 岁以下。而内皮细胞衰老（ES）作为一种与衰老相关的反应，是导致 ED 的主要原因之一，但其背后的机制却尚未完全明晰。在这种情况下，深入探究 ES 的分子机制，对于预防和治疗与血管衰老相关的心血管疾病显得尤为重要。
来自西班牙 Francisco de Vitoria 大学等机构的研究人员开展了相关研究，他们发现了一种名为环化酶相关蛋白 1（CAP1）的新型细胞外囊泡（EVs）标志物，该标志物与动脉粥样硬化中的内皮细胞衰老密切相关，这一研究成果发表在《Biology Direct》上。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们以年轻（8 周）和年老（24 个月）的 ApoE 基因敲除小鼠为动物模型，同时获取了 6 例颈动脉狭窄程度＞70% 的患者的颈动脉内膜切除术标本用于人体研究。通过蛋白质组学分析来探究 EVs 中的蛋白成分，利用免疫印迹技术检测蛋白表达水平，借助 RNA 干扰（RNAi） 技术沉默 CAP1 基因，采用免疫组织化学方法观察蛋白表达的定位等。
研究结果主要如下：
衰老小鼠更易患动脉粥样硬化 ：给年轻和年老的 ApoE 基因敲除小鼠喂食高脂 / 胆固醇饮食后，发现年老小鼠主动脉脂质沉积和斑块病变更多。通过对人主动脉内皮细胞（HAEC）和人冠状动脉内皮细胞（CAEC）进行复制性衰老检测，以 β - 半乳糖苷酶（β -Gal）染色和 p16 表达作为指标，发现细胞衰老在 P5 时明显加剧。用年轻和年老 ApoE 基因敲除小鼠的 EVs 处理年轻内皮细胞，结果显示年老小鼠的 EVs 能诱导 P0 内皮细胞衰老，而年轻小鼠的 EVs 在处理 P5 内皮细胞时，诱导衰老的表型出现延迟。动脉粥样硬化小鼠的循环 EVs 具有与衰老和脂质代谢相关的蛋白质组特征 ：对年轻和年老的 ApoE 基因敲除小鼠的循环 EVs 进行蛋白质质谱分析，共鉴定出 424 种差异表达蛋白。其中，细胞间黏附分子 1（ICAM - 1）、血管性血友病因子（vWF）和血管内皮生长因子受体 3（VEGFR - 3）等蛋白的存在，表明部分 EVs 来源于内皮细胞。进一步分析发现，CAP1 在年老小鼠的 EVs 中显著上调，它是一种细胞骨架成分，且与前蛋白转化酶枯草溶菌素 9（PCSK9）关系密切，在低密度脂蛋白受体（LDL - r）降解中发挥重要作用。CAP1 促进 HAEC 和 CAEC 的衰老 ：在 HAEC 和 CAEC 及其培养基中，随着细胞传代，内源性 CAP1 表达逐渐增加。用 CAP1 特异性小干扰 RNA（siRNA）沉默 CAP1 后，细胞衰老活性显著降低；而在沉默 CAP1 的细胞中转染含有 CAP1 cDNA 的质粒（pCAP1），可恢复衰老表型。此外，研究还发现，抑制核因子 κB（NFκB）激活能显著降低衰老标记物 p16 的表达，且 CAP1 诱导的 ES 独立于 PCSK9。CAP1 在不同年龄个体的表达差异 ：免疫组织化学检测显示，年老的动脉粥样硬化小鼠主动脉切片中 CAP1 表达显著上调，在人类颈动脉内膜切除术样本中，年龄大于 80 岁的患者 CAP1 水平高于年龄小于 60 岁的患者。含 CAP1 的 EVs 对小鼠的影响 ：给野生型（WT）小鼠注射来自年老 ApoE 基因敲除小鼠的含 CAP1 的 EVs 后，发现小鼠主动脉环中 β -Gal 阳性染色显著增加，且在高脂饮食下，主动脉切片出现类似动脉粥样硬化的结构。给年轻 ApoE 基因敲除小鼠注射来自年老小鼠的含 CAP1 的 EVs 后，小鼠出现类似年老动物的动脉粥样硬化斑块，包括增厚的坏死核心、钙沉积和更高的衰老水平。
研究结论表明，CAP1 是动脉粥样硬化中与衰老相关的 ES 的新型潜在标志物。在动脉粥样硬化进程中，CAP1 作为 EVs 的货物成分，在促进内皮细胞衰老方面发挥着关键作用。这一发现为预防 ES 以及与 ES 相关的动脉粥样硬化提供了新的潜在分子靶点。不过，该研究也存在一定的局限性，例如需要更大的体内样本量来确保结论的可靠性，还需进一步明确所有 EVs 的来源以及 EVs 摄取的分子机制等。但总体而言，这项研究为心血管疾病的研究开辟了新的方向，有望为未来心血管疾病的防治提供新的策略和思路。
打赏
下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究
10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析！
欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书
单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析
下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》
