达格列净激活 RAP1B/NRF2/GPX4 信号通路抗血管内皮铁死亡,为动脉粥样硬化防治带来新曙光

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:Cellular Signalling 4.4

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  血管内皮铁死亡与动脉粥样硬化密切相关,达格列净(DAPA)虽能延缓动脉粥样硬化进展,但机制不明。研究人员构建细胞和动物模型研究发现,DAPA 激活 RAP1B/NRF2/GPX4 信号通路、促进线粒体生物发生,减轻铁死亡,为防治动脉粥样硬化提供新依据。

  在人体的血管系统中,冠状动脉就像给心脏输送 “生命之泉” 的重要管道。然而,冠状动脉粥样硬化却像一个潜伏的 “破坏者”,让这些管道堆满斑块,逐渐变得狭窄、僵硬,严重影响心脏的血液供应,进而引发心绞痛、心肌梗死等严重的心血管疾病。血管内皮细胞作为血管内壁的 “守护者”,在维持血管健康方面起着关键作用。但它们很容易受到氧化应激和铁过载的影响,一旦发生铁死亡(一种由铁依赖的脂质过氧化积累导致的细胞死亡方式),就会引发一系列连锁反应,比如血管内皮功能障碍、炎症反应加剧等,这些都为动脉粥样硬化斑块的形成 “推波助澜”。
达格列净(Dapagliflozin,DAPA)作为治疗糖尿病和心力衰竭的常用药物,近年来研究发现它还能延缓动脉粥样硬化的进展,这一现象让科研人员十分兴奋。不过,它发挥这一作用的具体机制却像一团迷雾,亟待解开。为了弄清楚其中的奥秘,南京医科大学的研究人员开展了一项深入研究,该研究成果发表在《Cellular Signalling》杂志上。

研究人员主要采用了细胞模型构建、动物实验、RNA 测序和透射电子显微镜观察等技术方法。在细胞实验中,他们用人脐静脉内皮细胞(HUVECs)构建了动脉粥样硬化合并铁死亡的细胞模型;在动物实验方面,利用Apoe?/?;Rap1b?/?双敲小鼠构建了动脉粥样硬化动物模型;RNA 测序用于分析基因表达变化;透射电子显微镜则用来观察细胞线粒体的结构变化。

DAPA 减轻 ox-LDL/Erastin 诱导的 HUVECs 铁死亡


研究人员将 HUVECs 暴露于 100 μg/mL 氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)48 小时,再用 10 μM Erastin 处理 24 小时,成功建立了动脉粥样硬化细胞模型。通过检测细胞内 Fe2+和丙二醛(MDA)水平、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及还原型谷胱甘肽 / 氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)比值,评估铁死亡情况。同时,利用透射电子显微镜观察线粒体结构变化。结果发现,DAPA 能显著降低细胞内 Fe2+和 MDA 水平,提高 SOD 活性和 GSH/GSSG 比值,还能减轻线粒体收缩和嵴数量减少的情况,表明 DAPA 可减轻 ox-LDL/Erastin 诱导的 HUVECs 铁死亡。

DAPA 通过上调 RAP1B 抑制铁死亡


RNA 测序结果显示,DAPA 能上调RAP1B基因表达。进一步的体外实验表明,RAP1B 可以上调核因子 E2 相关因子 2(NRF2),并促进其向细胞核转运,激活 xCT/GPX4 信号通路,抑制脂质过氧化,从而发挥抗铁死亡作用。

DAPA 通过 RAP1B/NRF2 通路促进线粒体生物发生和氧化磷酸化


研究发现,DAPA 可通过 RAP1B/NRF2 通路诱导线粒体生物发生,增强氧化磷酸化(OXPHOS)。这一过程减少了铁过载和线粒体活性氧(mtROS)的过量产生,最终减轻了铁死亡。在动物实验中,Rap1b基因敲除阻断了 DAPA 对动脉粥样硬化斑块形成和铁死亡激活的抑制作用,证实了 DAPA 通过 RAP1B 发挥作用。当用药物抑制线粒体氧化磷酸化时,铁死亡重新激活,促进了动脉粥样硬化斑块的形成。

研究结论表明,DAPA 可通过激活 RAP1B/NRF2/GPX4 信号通路,促进线粒体生物发生和氧化磷酸化,减轻血管内皮铁死亡,进而延缓动脉粥样硬化斑块的形成。这一研究成果意义重大,为动脉粥样硬化的防治提供了新的理论依据和潜在治疗靶点。从临床角度看,有望基于这一发现开发更有效的治疗策略,改善心血管疾病患者的预后。同时,也为其他与铁死亡相关疾病的研究提供了新思路,拓展了对 DAPA 治疗作用的认识,为其在更多疾病领域的应用探索奠定了基础 。

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