中脑星形胶质细胞源性神经营养因子（MANF）通过结合BAX维持线粒体稳态和能量代谢缓解心肌肥厚

这篇研究揭示了中脑星形胶质细胞源性神经营养因子（MANF）在心肌肥厚（MH）中的关键作用。通过构建心肌细胞特异性MANF敲除（MKO）小鼠模型，结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和代谢组学分析，发现MANF通过结合促凋亡蛋白BAX抑制其线粒体转位，从而减少线粒体损伤、细胞色素c（Cyt-c）释放和心肌细胞凋亡。研究证实MANF能平衡糖酵解-氧化磷酸化代谢，维持线粒体稳态，为MH治疗提供了新靶点。

　　

1 引言

心肌肥厚（MH）是心脏对病理刺激的适应性反应，伴随线粒体能量紊乱和氧化应激。血管紧张素II（Ang II）和横向主动脉缩窄（TAC）是诱导MH的常见因素。心脏作为高耗能器官，线粒体功能障碍会导致活性氧（ROS）积累和细胞色素c（Cyt-c）释放，进而触发心肌细胞凋亡。中脑星形胶质细胞源性神经营养因子（MANF）具有抗炎和细胞保护作用，但其在MH中的作用机制尚不明确。

2 结果

2.1 MH促进心脏MANF表达

临床样本显示，MH患者心脏组织和血清中MANF水平显著升高。TAC或Ang II诱导的小鼠MH模型同样观察到MANF上调，且免疫荧光证实心肌细胞是MANF的主要来源。

2.2 心肌细胞特异性MANF敲除加重MH

MKO小鼠在TAC或Ang II处理后，心脏体积和重量增加，存活率下降，心功能指标（如射血分数FS和左心室舒张末期内径LVEDD）恶化。组织学分析显示MKO小鼠心肌纤维化和胶原沉积更严重。

2.3 重组人MANF（rhMANF）缓解MH

外源rhMANF治疗可逆转MKO小鼠的MH表型，降低心脏和肺重量，减轻组织损伤和胶原积累，表明MANF具有潜在治疗价值。

2.4 MANF调控能量代谢通路

scRNA-seq分析发现，MKO心肌细胞中糖酵解和氧化磷酸化相关基因表达异常，尤其是细胞色素c氧化酶（Cox）家族成员如Cox6a2显著上调。代谢组学显示MKO小鼠心脏中葡萄糖、丙酮酸和乳酸水平升高，而乙酰辅酶A（acetyl-CoA）减少，提示线粒体功能受损。

2.5 MANF缺失导致线粒体紊乱和细胞凋亡

MKO心肌细胞线粒体膜电位（MMP）降低，ROS积累增加，凋亡标志物Cleaved caspase-3/9水平升高。透射电镜（TEM）显示MKO小鼠线粒体结构异常，包括肿胀和嵴模糊。此外，MANF缺失抑制了PINK1/Parkin介导的线粒体自噬（mitophagy）。

2.6 MANF结合BAX抑制线粒体凋亡

MANF通过C端VKELKK基序与BAX结合，阻止BAX向线粒体转位，从而减少Cyt-c释放和细胞凋亡。表面等离子共振（SPR）实验证实，突变C端MANF（Mut C-MANF）失去与BAX结合的能力，无法挽救MKO心肌细胞的凋亡。

3 讨论

MANF通过维持线粒体稳态和能量代谢平衡，在MH中发挥保护作用。其机制包括：1）结合BAX抑制线粒体凋亡通路；2）调节糖酵解-氧化磷酸化平衡；3）促进PINK1/Parkin介导的线粒体自噬。研究为MH治疗提供了新策略，rhMANF或可成为临床干预药物。

4 实验方法

研究采用临床样本、MKO小鼠模型、scRNA-seq、代谢组学、SPR等技术，详细方法见原文补充材料。