Circ Res | 复旦大学附属中山医院：组蛋白乳酰化调控心血管急症新机制

摘要：主动脉瘤/夹层（Aortic aneurysm/dissection，AAD）是一种致死率极高的心血管急症。主动脉瘤是指主动脉的局部或弥漫性扩张，而主动脉夹层的特征是内膜层撕裂，导致主动脉壁层分离并形成真腔和假腔。血管平滑肌细胞凋亡和表型转化是主动脉瘤/夹层常

主动脉瘤/夹层（Aortic aneurysm/dissection，AAD）是一种致死率极高的心血管急症。主动脉瘤是指主动脉的局部或弥漫性扩张，而主动脉夹层的特征是内膜层撕裂，导致主动脉壁层分离并形成真腔和假腔。血管平滑肌细胞凋亡和表型转化是主动脉瘤/夹层常见的致病机制。目前，AAD缺乏有效的药物治疗，因此探索AAD形成的潜在分子机制对于开发预防其进展的有效策略十分重要。

膜相关环指蛋白2（Membrane-associated RING finger protein 2，March2）是March E3泛素连接酶家族成员，最近研究表明在调节炎症反应、保护心肌细胞抵御焦亡和心肌缺血/再灌注损伤、参与肿瘤细胞中的自噬调节等过程中具有关键作用。然而，March2在AAD病理学中的作用仍然未知。

2025年3月13日，复旦大学附属中山医院葛均波院士、张英梅教授、任骏教授和刘硕霖团队在Circulation Research（IF=16.5）上发表了题为“March2 Alleviates Aortic Aneurysm/Dissection by Regulating PKM2 Polymerization”的研究论文。本研究首次揭示了March2通过促进PKM2介导的H3K18la，诱导p53介导血管平滑肌细胞凋亡而加剧AAD的发展，为预防和治疗AAD提供了新靶点。景杰生物为该研究提供泛素化修饰组学技术、泛素化/乳酰化修饰泛抗体以及组蛋白位点特异修饰抗体支持。

March2在AAD中表达降低

研究人员对AAD患者和对照者的主动脉组织进行单细胞RNA测序分析，发现March2在AAD患者的主动脉平滑肌细胞中显著下调，在AAD患者和β-氨基丙腈诱导的AAD小鼠模型中进行多种实验，得到一致的结果，进一步验证了单细胞RNA测序结果。

研究还发现转录因子Thra可结合March2启动子区域，其过表达能促进March2转录。以上数据暗示March2在AAD发病机制中可能具有重要作用。

图1 March2在AAD患者和小鼠中的表达降低

March2对AAD具有保护作用

为揭示March2在AAD损伤中的作用，研究人员从遗传角度进行解析。首先构建特异性March2基因敲除小鼠，结果显示与对照组相比，基因敲除小鼠AAD形成加剧，主动脉扩张、弹性蛋白降解、死亡率上升。而过表达March2基因可显著减轻主动脉扩张和血管病理变化，降低AAD发生率和死亡率。以上结果说明March2对AAD具有保护作用。

图2 血管平滑肌细胞特异性March2敲除可加重AAD形成，March2过表达可改善AAD形成

March2调节葡萄糖代谢及相关机制

为了研究March2在AAD疾病中的机制，研究人员通过转录组测序发现，在AAD进程中March2敲除后，糖代谢相关通路尤其是糖酵解途径显著富集。

WB结果显示，March2过表达调节PKM2二聚体与四聚体蛋白水平，二聚体向四聚体转化伴随着March2对PKM2的多泛素化水平的增加，通过泛素化组学和免疫沉淀技术，发现March2与PKM2(117-218aa region)直接相互作用，将March2的K33位点连接的聚泛素链转移到PKM2的K166位点，促进了PKM2从二聚体向四聚体转化，从而抑制糖酵解，减少乳酸生成。以上结果表明在AAD进程中，March2缺乏会破坏PKM2的正常转化，导致乳酸生成增加，影响细胞代谢和功能。

图3 March2与PKM2相互作用，通过K33连接的多聚泛素化调节其二聚体-四聚体转化

March2缺乏提高了H3K18la水平并加重了细胞凋亡

研究人员进一步实验发现，AAD患者血清中乳酸水平显著升高，AAD小鼠主动脉组织和TNF-α处理的人血管平滑肌细胞中整体乳酰化和H3K18la水平显著增加。March2敲除会进一步加剧AAD小鼠血管平滑肌细胞中H3K18la水平的升高。

通过CUT&Tag等技术，发现H3K18la富集在p53基因启动子区域，March2缺失增强了H3K18la与p53启动子的结合，促进p53表达，激活下游凋亡信号通路，导致血管平滑肌细胞凋亡加重。

在体内外实验中，使用PKM2特异性激活剂TEPP-46可有效缓解乳酸生成增加、March2缺失导致的H3K18la水平升高和血管平滑肌细胞凋亡加重等问题，表明TEPP-46在AAD损伤中的保护作用，凸显其作为该疾病候选药物的潜力。

图4 March2敲低介导的H3K18la富集靶向p53相关的凋亡信号传导

综上，本研究强调了March2在AAD发病机制中的关键作用，其通过PKM2亚型转变/糖代谢重编程-乳酸-H3K18la-p53轴维持血管稳态，为开发靶向March2/PKM2通路的药物提供了理论依据。

图5 机制图解

文章所用景杰抗体产品

小编有话讲

该研究明确了March2在AAD疾病中的关键作用——是AAD的重要内源性保护因子，此前该作用未被发现。March2通过将K33连接的多泛素链连接到PKM2的K166位点上，促进了PKM2的泛素化以及二聚体-四聚体转换，进而调控葡萄糖代谢重编程，抑制乳酸产生。AAD疾病发生时，March2表达下调，导致PKM2二聚体增多，乳酸生成增加，引发一系列不良后果，March2介导的代谢组-表观基因组信号级联调控通路是该研究首次发现。值得一提的是，该文章中乳酰化修饰研究还涉及与泛素化修饰crosstalk，为深入理解该调控机制提供了更加精准的视角。

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