肝脏ChREBP通过非转录抑制ApoM驱动心脏重塑

Hepatic ChREBP Drives Cardiac Remodeling via ApoM Non-transcriptional Repression

作者信息Shuang Zhang, Zhenzhen Zhang, Zihan Ma, Wen Wu, Lu Tang, Yanlu Han, Songning Chen, Tengteng Yan, Ye Chen, Junwu Liu, Dongdong Jian, Ji'e Yang, Likun Ma, Zequn Yin, Houzao Chen, Baofa Sun, Deling Kong, Junbo Ge, Yajun Duan
PMID42644248
期刊Circ Res
发布时间2026-09-25
DOI10.1161/CIRCRESAHA.125.327537

实验完整度

高

包含肝细胞特异性基因敲除/过表达小鼠、AAV介导的基因调控、ISO和TAC两种心脏重塑模型、体外共培养、Co-IP/LC-MS/MS机制验证及患者样本相关性分析。

主要模型

ISO诱导的心脏重塑小鼠模型 TAC诱导的心脏重塑小鼠模型 肝细胞特异性ChREBP敲除/过表达小鼠 ApoM KO及AAV8-TBG-ApoM/shApoM小鼠

重点核对

ISO皮下注射剂量10 mg/kg/天,4周;TAC手术8周龄雄性小鼠,4周后检测 肝细胞特异性ChREBP KO(L-ChREBP KO)与ISO联合分组(control、ISO、KO、KISO),n=6 AAV8-TBG-shApoM在L-ChREBP KO小鼠中敲低ApoM,结合ISO处理 AAV8-TBG-ApoM过表达联合ISO处理,n=6 S1PR1拮抗剂W146及S1PR2/3抑制剂JTE-013/CAY10444在原代心肌细胞中的处理

摘要

背景:病理性心脏重塑是众多心血管疾病的标志,并发展为心力衰竭。作为一种系统性疾病,从组织交互角度对心脏重塑的有效治疗仍远未满足。方法:使用肝细胞特异性ChREBP(碳水化合物反应元件结合蛋白)敲除(KO)或过表达小鼠、全身性ApoM(载脂蛋白M)KO小鼠以及腺相关病毒介导的肝脏ApoM敲低或过表达小鼠、心肌细胞特异性ChREBP过表达小鼠,以及S1PR1(1-磷酸鞘氨醇受体1)敲低小鼠,在异丙肾上腺素或横主动脉缩窄诱导的心脏重塑模型中进行研究。使用RNA测序和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析检测变化的通路以及ChREBP与SURF4(surfeit 4)之间的相互作用。结果:我们发现,在异丙肾上腺素或横主动脉缩窄诱导的小鼠中,ChREBP表达在肝脏而非心脏中增加,尤其是在肝细胞的细胞质中而非细胞核中。肝细胞特异性ChREBP缺失可防止异丙肾上腺素或横主动脉缩窄诱导的心脏重塑。机制上,肝细胞ChREBP缺失增加了肝脏中ApoM的表达及其分泌,这不是通过转录调控ApoM,而是通过释放SURF4增加其分泌。肝脏中ApoM过表达或注射含ApoM的高密度脂蛋白(HDL)均可通过心脏中的S1P(1-磷酸鞘氨醇)/S1PR1通路改善心脏重塑。结论:这项工作确定了肝脏ChREBP-SURF4-ApoM轴是心脏重塑的关键通路,诱导肝脏ApoM分泌构成了治疗心脏重塑和心力衰竭的新有前景的方法。

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
肝脏ChREBP是否以及如何通过组织间交互调控病理性心脏重塑?
核心机制
心脏应激诱导肝细胞胞质ChREBP积累,胞质ChREBP与内质网蛋白SURF4结合,抑制SURF4介导的ApoM分泌,减少循环ApoM,进而降低心脏S1P/S1PR1信号,促进心脏重塑。
主要证据
ISO和TAC小鼠模型中肝脏ChREBP升高而心脏不变;肝细胞特异性ChREBP敲除改善心脏功能并增加血清ApoM;AAV8-TBG-shApoM逆转保护作用;AAV8-TBG-ApoM过表达或含ApoM的HDL注射改善重塑;Co-IP和LC-MS/MS证实ChREBP-SURF4相互作用;S1PR1敲低或抑制取消ApoM保护。
研究意义
识别肝脏ChREBP-SURF4-ApoM轴作为心脏重塑的关键通路,诱导肝脏ApoM分泌可能成为治疗心脏重塑和心力衰竭的新策略。

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

建立心脏重塑小鼠模型并观察肝脏ChREBP变化

验证心脏重塑过程中肝脏ChREBP的表达及亚细胞定位变化

对8周龄雄性小鼠进行ISO皮下注射(10 mg/kg/天)1、2、4周或TAC手术1、2、4周,检测心脏功能、肝脏ChREBP表达及胞质/核定位。

2

肝细胞特异性ChREBP敲除对心脏重塑的影响

确定肝细胞ChREBP在心脏重塑中的功能作用

使用L-ChREBP KO小鼠结合ISO或TAC模型,检测心脏功能、形态、炎症指标及心脏重塑标志物。

3

肝脏ChREBP过表达及心脏特异性过表达对心脏重塑的影响

验证肝脏ChREBP过表达是否加重重塑及心脏ChREBP是否直接起作用

使用AAV8-TBG-ChREBP在肝脏过表达ChREBP,或AAV9-cTNT-ChREBP在心脏过表达ChREBP,结合ISO处理,评估心脏功能。

4

筛选肝脏ChREBP下游分泌蛋白

鉴定介导肝-心交互的关键肝脏分泌蛋白

对ISO和KISO小鼠肝脏进行RNA测序,筛选差异表达基因,与肝脏-心脏互作蛋白数据库及人类肝脏分泌蛋白数据库交叉比对。

5

验证ApoM在ChREBP调控心脏重塑中的介导作用

确定ApoM是否介导ChREBP敲除的心脏保护作用

在L-ChREBP KO小鼠中使用AAV8-TBG-shApoM敲低ApoM,结合ISO处理;在野生型小鼠中使用AAV8-TBG-ApoM过表达ApoM,结合ISO处理,评估心脏重塑指标。

6

探究ChREBP与SURF4的相互作用及其对ApoM分泌的影响

阐明ChREBP抑制ApoM分泌的分子机制

在HEK293T细胞中过表达ChREBP,进行Co-IP联合LC-MS/MS鉴定互作蛋白;在原代肝细胞和HEK293T细胞中Co-IP验证ChREBP-SURF4结合;使用肝细胞-心肌细胞共培养体系过表达ChREBP或ChREBP+SURF4,检测心肌细胞肥大和ApoM分泌;通过点突变鉴定ChREBP-SURF4结合界面。

7

验证ApoM通过S1P/S1PR1通路改善心脏重塑

确定ApoM下游信号通路

检测ApoM过表达或ChREBP KO小鼠血清S1P水平及心脏S1PR1/2/3表达;在原代心肌细胞和HL-1细胞中使用S1PR1拮抗剂W146、S1PR2抑制剂JTE-013、S1PR3抑制剂CAY10444,结合ISO和ApoM处理;在体内使用AAV9-CDH5-shS1PR1和AAV9-cTNT-shS1PR1敲低S1PR1,结合AAV8-TBG-ApoM和ISO处理;使用S1PR1激动剂FTY720或ozanimod处理ISO小鼠。

8

评估含ApoM的HDL对心脏重塑的治疗效果

验证含ApoM的HDL是否直接改善心脏重塑

从野生型或ApoM KO小鼠中提取HDL,注射入ISO诱导的WT和ApoM KO小鼠,评估心脏功能、形态和重塑标志物。

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
小动物无创血压测量仪NIBP-600Zhongshi TechnologyNIBP-600
VINNO 6 LAB超声系统VINNO--
小动物跑步机ZS-PT-IIIZhongshi TechnologyZS-PT-III

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
ISO诱导心脏重塑模型
ISO剂量10 mg/kg/天,皮下注射,4周;8周龄雄性小鼠;对照注射生理盐水
阅读提示:Methods 'ISO- or TAC-Induced Model' 小节
TAC诱导心脏重塑模型
8周龄雄性小鼠,麻醉剂戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔注射,结扎针号27-G(22-28g)或26-G(>28g),4周后检测
阅读提示:Methods 'ISO- or TAC-Induced Model' 小节
肝细胞特异性ChREBP敲除小鼠实验
L-ChREBP KO小鼠,ISO处理4周,分组control、ISO、KO、KISO,n=6
阅读提示:Results 'Hepatocyte-Specific ChREBP Deficiency Ameliorated ISO- and TAC-Induced Pathological Cardiac Remodeling in Mice' 及 Figure 2 legend
AAV介导的肝脏ApoM敲低/过表达实验
AAV8-TBG-shApoM或AAV8-TBG-ApoM注射,结合ISO处理,n=6
阅读提示:Results 'Hepatic ApoM Mediates ChREBP Knockout-Induced Cardioprotection and Its Overexpression Alleviates Cardiac Remodeling' 及 Figure 4、5 legends
S1PR1敲低实验
AAV9-CDH5-shS1PR1和AAV9-cTNT-shS1PR1联合AAV8-TBG-ApoM,ISO处理
阅读提示:Results 'Liver-Derived ApoM Ameliorates Cardiac Remodeling by Targeting S1P/S1PR1 Pathway in Heart' 及 Figure 7 legend