HDAC6介导的PFKL去乙酰化增强有氧糖酵解并促进VSMC增殖。

HDAC6-mediated PFKL deacetylation enhances aerobic glycolysis and promotes VSMC proliferation.

作者信息Zhao-Kun Hu, Zhi-Yan Ren, Jie-Xin Pang, Hui Li, Meng-Nan Yang, Li-Hua Dong
PMID41421488
发布时间2026-02
DOI10.1016/j.jbc.2025.111075

实验完整度

包含体外细胞实验(VSMC增殖、糖酵解检测)、分子机制验证(HDAC6-PFKL相互作用、K563突变体功能)及小鼠颈动脉结扎体内模型,验证了从分子到整体的功能机制。

主要模型

大鼠原代VSMCs HEK293A细胞 小鼠颈动脉结扎模型

重点核对

PDGF-BB刺激浓度:10 ng/ml,刺激时间:24 h siRNA敲低:si-PFKL、si-HDAC6、si-HDAC8 PFKL突变体:K563R(模拟去乙酰化)和K563Q(模拟乙酰化) HDAC抑制剂:TSA(Trichostatin A) 体内模型:小鼠颈动脉结扎14天

摘要

翻译后修饰(PTMs)在调节糖酵解酶肝型磷酸果糖激酶(PFKL)的活性和功能中发挥重要作用。最近,我们观察到在血小板衍生生长因子(PDGF)-BB诱导的合成型血管平滑肌细胞(VSMCs)中PFKL乙酰化水平降低。然而,乙酰化PFKL的功能尚未明确。本研究旨在阐明PFKL乙酰化在血管疾病发生和发展中的作用及机制。我们发现在PDGF-BB诱导的增殖型VSMCs中,PFKL的表达上调且其乙酰化水平降低。HDAC6作为PFKL的去乙酰化酶,能与PFKL相互作用,通过加速PFKL四聚体形成和有氧糖酵解过程增强PFKL的活性,从而促进VSMC增殖,这种作用可通过应用HDAC抑制剂曲古抑菌素A(TSA)或siHDAC6来阻碍。位点预测和实验验证显示K563是PFKL的主要乙酰化位点。携带PFKL K563R突变体的重组腺病毒载体加重了PDGF-BB诱导的VSMC增殖和结扎诱导的新生内膜形成,而K563Q突变体则减弱了这些效应。因此,PFKL可能是血管重建疾病治疗的潜在靶点。

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
PFKL乙酰化是否及如何调控血管平滑肌细胞增殖和新生内膜形成?
核心机制
HDAC6介导PFKL在K563位点去乙酰化,增强PFKL四聚体形成和酶活性,促进有氧糖酵解和乳酸生成,从而促进VSMC增殖和新生内膜形成。
主要证据
体外实验显示PDGF-BB诱导PFKL表达上调、乙酰化降低,HDAC6敲低或TSA处理恢复乙酰化并抑制增殖;K563R突变增强PFKL活性、乳酸生成和VSMC增殖,K563Q则相反;体内小鼠颈动脉结扎模型中K563R加重新生内膜形成,K563Q减轻。
研究意义
PFKL可能是血管重建疾病(如再狭窄、内膜增生)治疗的潜在靶点。

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

验证PFKL在VSMC增殖中的必要性

检测PDGF-BB刺激下PFKL表达和活性变化,并评估敲低PFKL对VSMC增殖和糖酵解的影响

用PDGF-BB(10 ng/ml)刺激大鼠VSMCs不同时间(0-48 h),检测PFKL/PFKM/PFKP表达、PFK活性、四聚体形成;用siPFKL敲低后检测乳酸水平、PCNA表达、细胞数量和活力。

2

探究PFKL乙酰化对其活性和VSMC增殖的影响

检测PDGF-BB诱导的PFKL乙酰化变化,以及乙酰化对PFKL四聚体形成、活性和VSMC增殖的作用

通过免疫沉淀检测PFKL乙酰化水平;用HDAC抑制剂TSA和NAM处理后检测PFKL乙酰化、四聚体形成、PFK活性、乳酸水平、PCNA表达和细胞增殖。

3

鉴定介导PFKL去乙酰化的HDAC

确定PFKL去乙酰化的关键HDAC成员

检测HDAC6和HDAC8在PDGF-BB刺激下的表达;用siRNA敲低HDAC6或HDAC8后检测PFKL乙酰化、PFK活性、乳酸水平、PCNA表达和细胞增殖;通过免疫沉淀和邻近连接实验验证HDAC6与PFKL的相互作用。

4

验证K563位点乙酰化对PFKL功能和VSMC增殖的影响

确定K563是否为PFKL主要乙酰化位点,并评估其功能影响

用PhosphoSitePlus数据库预测乙酰化位点,序列比对和结构分析确定K563;构建K563R和K563Q突变体,检测乙酰化水平、四聚体形成、酶活性、乳酸生成、VSMC增殖及体内新生内膜形成。

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(改良Eagle培养基)Invitrogen--
胎牛血清----
胰蛋白酶-EDTASigma--
血小板衍生生长因子-BBR&D Systems Inc.--
Lipofectamine RNAiMIX试剂GenePharma--
抗PFKL抗体Abcamab97443
抗PFKM抗体Abcamab154804
抗PFKP抗体Abcamab204131
抗HDAC6抗体Abcamab239362
抗HDAC8抗体Abcamab274372
抗PCNA抗体Proteintech10205-2-AP
抗乙酰化赖氨酸抗体ArigobioARG57185
抗HA抗体MBLM180-3
抗SM22α抗体Abcamab14106
抗α-肌动蛋白抗体PTM BiolabsPTM-5216
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
蛋白A/G琼脂糖Santa Cruz Biotechnologysc-2003
CCK-8检测液ReportRP-RC3028
PFK活性检测试剂盒BoxbioAKSU062M
pCMV-HA-PFKL质粒SyngenTech--
HEK293A细胞Procell Life Science&Technology Co., Ltd--
重组腺病毒(Ad-PFKL-WT/K563Q/K563R)Hanbio Co.LTD--
Pluronic F127凝胶Sigma-Aldrich--
PLA试剂盒(NaveniFlex)--60014

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
大鼠VSMCs分离自雄性Sprague-Dawley大鼠(60-80g),培养于含10% FBS的DMEM(1g/L葡萄糖),使用2-5代细胞。
阅读提示:Methods: Cell cultures
PDGF-BB刺激
PDGF-BB浓度10 ng/ml,刺激时间24小时。
阅读提示:Methods: Cell cultures; Figure legends
siRNA敲低
siRNA序列(si-PFKL, si-HDAC6, si-HDAC8)及转染试剂Lipofectamine RNAiMIX,转染后6 h换液,血清降至3%培养18 h,再刺激。
阅读提示:Methods: siRNA transfection
HDAC抑制剂处理
TSA和NAM浓度需从原文确认,原文未提供具体浓度。
阅读提示:Results: Fig. 2 legend
腺病毒感染
腺病毒MOI或滴度未明确说明,感染时间10 h后换液,再培养14 h,然后无血清刺激。
阅读提示:Methods: Cell adenovirus infection
体内动物实验
C57BL/6J小鼠,颈动脉结扎,腺病毒滴度1×10^10 pfu/ml,Pluronic F127凝胶(25% wt/vol),30分钟孵育,14天后取样。
阅读提示:Methods: Carotid artery ligation model in mice and adenovirus infection