阿莫奈肽靶向NTSR1-PI3K/AKT/mTOR信号通路减轻肺动脉高压中的血管重塑

Amonafide Targeting NTSR1-PI3K/AKT/mTOR Signaling Attenuates Vascular Remodeling in Pulmonary Arterial Hypertension

作者信息Yong-Jian Zhu, Jie-Jian Kou, Ya-Cong Bo, Meng-Jie Zhang, Xin Fan, Lu-Ling Zhao, Yi Yan, Hong-Da Zhang, Wen-Hui Wu, Ping Yuan, Yan Liu, Jun-Zhuo Shi, Xiao-Bin Pang, Yang-Yang He
PMID42132175
发布时间2026-05-19
DOI10.1161/JAHA.125.045580

实验完整度

包含患者样本、两种动物模型、细胞实验、转录组与代谢组分析,并有NTSR1过表达与敲低的功能验证及分子动力学模拟。

主要模型

特发性肺动脉高压患者肺组织 SU5416联合低氧诱导的PAH小鼠模型 野百合碱诱导的PAH大鼠模型 PDGF-BB刺激的人肺动脉平滑肌细胞

重点核对

PAH患者肺组织中拓扑异构酶IIα和NTSR1表达上调(n=4) SuHx小鼠模型(n=8/组)与MCT大鼠模型(n=12/组)中阿莫奈肽的给药剂量:小鼠6mg/kg,大鼠3mg/kg,每日腹腔注射 细胞实验中PDGF-BB浓度20ng/mL,阿莫奈肽浓度3μmol/L 体外功能实验:EdU、Transwell、划痕实验、MTT、TUNEL等使用的具体条件 动物模型构建:MCT 60mg/kg皮下注射,SU5416 20mg/kg每周皮下注射,配合低氧暴露

摘要

背景:肺动脉高压(PAH)是一种进行性疾病,由肺血管重塑驱动,主要归因于肺动脉平滑肌细胞的异常增殖和表型转换。方法:评估了特发性PAH患者肺脏、两种啮齿动物PAH模型(SU5416联合低氧和野百合碱诱导)以及血小板衍生生长因子BB(PDGF-BB)刺激的肺动脉平滑肌细胞中拓扑异构酶IIα的水平。还评估了拓扑异构酶II抑制剂阿莫奈肽在这些模型中的治疗潜力。整合转录组学和代谢组学分析用于鉴定阿莫奈肽调控的通路。通过在肺动脉平滑肌细胞中的过表达和敲低实验,进一步研究了神经降压素受体1(NTSR1)的作用。结果:拓扑异构酶IIα在特发性PAH患者肺脏、SU5416联合低氧和野百合碱诱导的啮齿动物PAH模型以及PDGF-BB刺激的肺动脉平滑肌细胞中显著上调。这种上调与DNA损伤增加和凋亡抵抗相关。阿莫奈肽治疗显著改善了两组动物模型的血流动力学,减轻了右心室肥厚,并抑制了肺血管重塑。在体外,阿莫奈肽抑制了PDGF-BB诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖、迁移、凋亡抵抗和DNA损伤。机制上,阿莫奈肽下调NTSR1表达并抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路。关键的是,NTSR1过表达消除了阿莫奈肽的有益作用,而NTSR1敲低则增强了这些作用。结论:我们的研究揭示了阿莫奈肽在PAH发病机制中的关键作用,并提示靶向拓扑异构酶IIα和NTSR1可能是治疗PAH的有前景的治疗方法。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
阿莫奈肽能否通过靶向拓扑异构酶IIα和NTSR1改善肺动脉高压中的肺血管重塑?
核心机制
阿莫奈肽抑制拓扑异构酶IIα活性,减轻DNA损伤,抑制PI3K/AKT/mTOR通路,同时下调NTSR1表达,从而抑制PASMCs增殖、迁移、凋亡抵抗和表型转换。
主要证据
在IPAH患者肺组织、两种PAH动物模型及PDGF-BB刺激的PASMCs中观察到拓扑异构酶IIα和NTSR1上调;阿莫奈肽在体内改善血流动力学和血管重塑,在体外抑制PASMCs增殖、迁移和凋亡抵抗;NTSR1过表达阻断其效应,敲低增强其效应。
研究意义
本研究揭示拓扑异构酶IIα和NTSR1是PAH治疗的新靶点,为开发阿莫奈肽作为PAH治疗候选药物提供依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

拓扑异构酶IIα表达检测

评估拓扑异构酶IIα在PAH中的表达变化。

通过免疫荧光和Western blot检测IPAH患者肺组织、SuHx和MCT动物模型肺组织以及PDGF-BB刺激的PASMCs中拓扑异构酶IIα的表达。

2

阿莫奈肽对体内PAH模型的治疗作用

验证阿莫奈肽对PAH动物模型的治疗效果。

在SuHx小鼠和MCT大鼠PAH模型中给予阿莫奈肽,测量右心室收缩压、平均肺动脉压、右心室肥厚指数,并进行组织学分析评估血管重塑。

3

阿莫奈肽对PASMCs功能的影响

评估阿莫奈肽对PASMCs增殖、迁移、凋亡和DNA损伤的影响。

PDGF-BB刺激的hPASMCs给予阿莫奈肽处理,进行EdU增殖、Transwell迁移、划痕实验、MTT活力、TUNEL凋亡、肌动蛋白和标记物染色,Western blot检测相关蛋白。

4

转录组和代谢组分析

鉴定阿莫奈肽调控的信号通路和下游效应分子。

对PDGF-BB处理的hPASMCs和PDGF-BB+阿莫奈肽处理的hPASMCs进行RNA-seq和LC-MS代谢组分析,整合分析寻找差异基因和代谢物,通过富集分析和相关分析锁定NTSR1。

5

NTSR1功能验证

验证NTSR1是阿莫奈肽发挥作用的关键靶点。

在hPASMCs中过表达NTSR1(Ad-NTSR1)和敲低NTSR1(siRNA),观察阿莫奈肽对PDGF-BB诱导的增殖、迁移、凋亡抵抗和DNA损伤的影响是否改变。

6

PI3K/AKT/mTOR通路检测

检测阿莫奈肽对PI3K/AKT/mTOR通路的影响。

通过Western blot检测PDGF-BB刺激的hPASMCs和PAH动物模型肺组织中p-PI3K、p-AKT、p-mTOR的水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Invitrogen--
血小板衍生生长因子BBR&D Systems--
阿莫奈肽MedChemExpress--
5-乙炔基-2'-脱氧尿苷----
CF488 TUNEL细胞凋亡检测试剂盒Wuhan Servicebio--
抗骨桥蛋白抗体Proteintech22952-1-AP
抗SM22抗体Proteintech60213-1-Ig
抗α-平滑肌肌动蛋白抗体Abcamab7817
抗血管性血友病因子抗体Abcamab287962
抗拓扑异构酶IIα抗体HuabioET1607-59
抗PI3K p85α抗体ServicebioGB11525
抗磷酸化PI3K p85α (Tyr607)抗体AffinityAF3241
抗AKT抗体Cell Signaling Technology4691
抗磷酸化AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technology4060
抗mTOR抗体Proteintech66888-1-Ig
抗磷酸化mTOR (Ser2448)抗体Cell Signaling Technology5536
抗BAX抗体HuabioET1603-34
抗BCL-2抗体HuabioHA721235
抗存活素抗体Yeasen38031ES60
抗γ-H2AX抗体ELK BiotechnologyES1326
抗PCNA抗体Proteintech10205-2-AP
抗细胞周期蛋白D1抗体Proteintech60186-1-Ig
抗CDK1抗体HuabioET1607-51
抗CDK4抗体HuabioET1612-23
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗组蛋白H3抗体Proteintech17168-1-AP
抗β-微管蛋白抗体Proteintech10068-1-AP
辣根过氧化物酶标记的抗兔IgGCell Signaling Technology7074
辣根过氧化物酶标记的抗小鼠IgGCell Signaling Technology7076
核质蛋白提取试剂盒BeyotimeP0027
TRIzol试剂Invitrogen--
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒(Illumina)NEB England BioLabs--
Illumina NovaSeq 6000测序平台Illumina--
第一链cDNA合成试剂盒Vazyme--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--
奥林巴斯IX53荧光显微镜Olympus--
尼康AX共聚焦激光扫描显微镜Nikon--
微尖端压力换能器导管Millar Instruments--
野百合碱Sigma-AldrichC2401
SU5416----
DAPISolarbioC0060
鬼笔环肽SolarbioCA1620
PowerLab数据采集系统AD Instruments--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与处理
细胞类型:原代人PASMCs(iCell Bioscience)和大鼠原代PASMCs;培养基:DMEM+10%FBS+100U/mL青霉素+100U/mL链霉素;处理:PDGF-BB(20ng/mL)和/或阿莫奈肽(3μmol/L)处理24小时。
阅读提示:Methods: Cell Culture, Terminal Deoxynucleotidyl Transferase-Mediated dUTP Nick End-Labeling Staining
体外功能实验
细胞种板密度:8×10^3/96孔(增殖),8×10^4/6孔(划痕);EdU孵育时间2小时;Transwell迁移时间;MTT孵育4小时。
阅读提示:Methods: Cell Proliferation Assays, Transwell Assays, Wound-Healing Assay, Cell Viability Assays
动物模型构建与给药
大鼠MCT剂量60mg/kg皮下注射;小鼠SU5416剂量20mg/kg每周皮下注射;低氧暴露10% O2持续3周;阿莫奈肽剂量:小鼠6mg/kg、大鼠3mg/kg,每日腹腔注射,从第15天开始,持续2周。
阅读提示:Methods: Animal Experimental Design and Hemodynamic Measurements
血流动力学测量
麻醉:戊巴比妥钠50mg/kg;导管类型:小鼠1.2F、大鼠1.4F或PE-50导管;监测时间5分钟;指标:右心室收缩压(RVSP)、平均肺动脉压(mPAP)、右心室肥厚指数(RVHI)。
阅读提示:Methods: Animal Experimental Design and Hemodynamic Measurements
分子检测
Western blot抗体信息及稀释比例(详见Methods);qPCR引物序列(Table S1);分析软件:Image J。
阅读提示:Methods: Western Blot Analysis, Quantitative Polymerase Chain Reaction Assays
多组学分析
RNA-seq和代谢组学分析平台及分析流程(见Methods部分);DEGs标准:调整后P<0.05,|log2FC|>1;差异代谢物标准:VIP>1及P<0.05。
阅读提示:Methods: RNA Isolation and RNA-Sequencing Library Preparation, Metabolomics Analysis by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, Multi-Omics Joint Analysis
分子模拟
PDB ID: 8JPF; PubChem CID: 50515; 分子对接软件:CB-Dock2;分子动力学模拟软件:GROMACS 2023.2;模拟时间100ns。
阅读提示:Methods: Molecular Docking of Amonafide With NTSR1, Molecular Dynamics Simulation Protocol
统计方法
两组比较:精确Mann-Whitney U检验和置换检验(10000次);多组比较:单因素方差分析(Tukey事后检验)或Kruskal-Wallis检验(Dunn事后检验)。
阅读提示:Methods: Statistical Analysis