学术研究报告：动脉周期性牵张通过p62/Nrf2/Slc7a11信号通路诱发自噬缺陷促进静脉移植物新生内膜增生
第一作者及研究机构
本研究由上海交通大学生命科学与技术学院力学生物学与医学工程研究所的Yi Chen、Min Bao、Ji-Ting Liu等团队完成，通讯作者为Ying-Xin Qi。研究成果发表于2022年10月的《Journal of Molecular and Cellular Cardiology》（Volume 173, Pages 101–114）。
研究领域：心血管疾病与力学生物学交叉领域，聚焦静脉移植术后新生内膜增生（Neointimal Hyperplasia）的分子机制。
研究动机：
冠状动脉旁路移植术（CABG）中，自体大隐静脉移植后10年失败率高达50%，主要原因是动脉血流动力学改变（如周期性牵张）诱发的平滑肌细胞（SMCs）异常增殖。尽管已知机械力参与此过程，但具体分子机制尚不明确。自噬（Autophagy）作为维持细胞稳态的关键过程，其失调与心血管疾病相关，但在静脉移植中的作用存在争议（如自噬抑制剂氯喹与激动剂雷帕霉素的相反效果）。
研究目标：
探究动脉周期性牵张（10%幅度，1.25 Hz频率）如何通过影响静脉SMCs自噬流（Autophagic Flux），进而调控p62/Nrf2/Slc7a11通路，最终导致新生内膜增生。
1. 体内模型构建
- 研究对象：Sprague-Dawley大鼠颈静脉移植至颈动脉（“套接”技术），分为3天、1周、2周组（每组n≥3）。
- 实验处理：
- 微管稳定干预：局部应用紫杉醇（Paclitaxel，1 mg）或外部支架（Poly-ε-caprolactone纤维骨架）限制血管形变。
- 基因干预：通过Pluronic F-127凝胶局部递送p62-shRNA慢病毒或p62（T349A）突变质粒。
2. 体外机械力加载
- 细胞模型：大鼠颈静脉SMCs，经Flexcell FX-5000系统施加10%-1.25 Hz周期性牵张（模拟动脉环境）。
- 关键处理：
- 自噬流检测：mCherry-GFP-LC3双荧光报告系统（黄色点状体为自噬体，红色为自溶体）；LC3-II/GAPDH比值及p62蛋白水平分析。
- 微管干预：诺考达唑（Nocodazole）破坏微管聚合 vs. 紫杉醇稳定微管。
3. 分子机制解析
- 信号通路：通过免疫印迹（Western Blot）检测mTORC1、AMPK、ULK1磷酸化状态。
- p62/Nrf2相互作用：共转染p62-GFP与Keap1-RFP质粒，观察聚集共定位；CHX（环己酰亚胺）追踪蛋白半衰期。
- 抗氧化效应：GSH浓度测定（DTNB法）及SLC7A11（胱氨酸/谷氨酸逆向转运体）表达分析。
4. 数据分析
- 高通量测序：RNA-seq筛选差异基因，GSEA分析溶酶体相关通路富集。
- 统计方法：GraphPad Prism进行t检验，数据以均值±标准差表示。
1. 自噬流受阻的发现
- 体内证据：移植静脉中LC3-II积累（p<0.01），但mTORC1活性升高（p-p70S6K1↑），且p62蛋白（非mRNA）水平显著增加（p<0.001），提示自噬体-溶酶体融合障碍（图1, S1）。
- 体外验证：10%牵张导致LC3-II↑（p<0.05），且与氯喹（CQ）联用无叠加效应，证实自噬流阻断（图2）。
2. 微管解聚的核心作用
- 机制解析：牵张降低微管聚合度（乙酰化α-tubulin↓，TPPP↓），阻碍自噬体逆向运输（视频S1）。紫杉醇或外部支架可逆转此效应，恢复自噬流并减少内膜增生（图4）。
3. p62/Nrf2/Slc7a11通路激活
- 抗氧化调控：p62积累通过隔离Keap1（p<0.01）稳定NRF2，促进其核转位（p<0.001），上调SLC7A11表达（p<0.01）及GSH合成（p<0.05），抑制ROS并驱动SMCs增殖（图5）。
- 干预效果：p62沉默或T349A突变（阻断Keap1结合）显著抑制NRF2核转位（p<0.01），减少新生内膜厚度（66%，p<0.001）（图6, S5）。
科学意义：
首次阐明动脉牵张通过微管依赖性自噬流障碍激活p62/Nrf2/Slc7a11轴，是静脉移植失败的新机制。
应用价值：
- 治疗靶点：微管稳定剂（如紫杉醇）或靶向p62（如基因沉默）可成为临床干预策略。
- 技术革新：外部支架设计为抑制血管形变提供了非药物方案。
补充发现：内皮细胞（EC）自噬流同样受牵张影响（图S5F-G），提示血管全层响应机制需进一步研究。
（全文约2000字）