PCBP2通过NDUFS1/NRF2通路抑制心肌细胞铁死亡缓解心肌梗死的机制研究

【编辑推荐】本研究揭示RNA结合蛋白PCBP2通过结合NDUFS1 mRNA激活NRF2-Keap1通路，抑制氧糖剥夺（OGD）诱导的心肌细胞铁死亡（ferroptosis），显著改善小鼠心肌梗死（MI）模型的心功能。该发现为MI治疗提供了新靶点，阐明了PCBP2-NDUFS1-NRF2轴在心肌保护中的关键作用。

　　

Highlight

PCBP2表达在心肌梗死中下调

通过结扎小鼠左冠状动脉前降支（LAD）建立心肌梗死（MI）模型，HE染色显示心肌细胞纤维化、间质扩大和空泡变性（图1A），TTC染色证实MI组梗死面积显著增加（图1B）。左心室射血分数（LVEF）和缩短分数（LVFS）降低，血清乳酸脱氢酶（LDH）和肌酸激酶（CK）水平升高（图1C-E）。qPCR和Western blot显示MI组心肌组织中PCBP2 mRNA和蛋白表达显著降低（图1F-G）。体外实验中，氧糖剥夺（OGD）处理的H9C2细胞也呈现PCBP2表达时间依赖性下降（图1H），提示PCBP2参与MI病理过程。

PCBP2抑制OGD诱导的心肌细胞损伤

过表达PCBP2显著提高OGD处理的H9C2细胞存活率（图2A），降低活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）水平（图2B-C），上调超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）活性（图2D-E）。炎症因子IL-6、IL-1β和TNF-α分泌减少（图2F），铁死亡标志物ACSL4和TFR1下调，GPX4和SLC7A11上调（图2G）。透射电镜显示PCBP2缓解线粒体皱缩和膜破裂（图2H），证实其通过抑制铁死亡保护心肌细胞。

PCBP2结合并稳定NDUFS1 mRNA

生物信息学预测和RNA免疫共沉淀（RIP）实验证实PCBP2直接结合NDUFS1 mRNA的3'UTR区（图3A-B）。RNA-蛋白下拉实验进一步验证该互作（图3C）。过表达PCBP2显著提高NDUFS1 mRNA半衰期和蛋白表达（图3D-E），而敲低PCBP2则产生相反效果（图3F），表明PCBP2通过转录后调控维持NDUFS1稳定性。

NDUFS1激活NRF2通路抑制铁死亡

NDUFS1过表达促进NRF2核转位（图4A），增强其下游靶基因HO-1和NQO1表达（图4B）。使用NRF2激活剂MIND4-17可逆转OGD诱导的铁死亡，而NDUFS1沉默则抵消PCBP2的保护作用（图4C-E）。体内实验显示心包注射LV-PCBP2和LV-NDUFS1显著减小小鼠梗死面积（图5A-B），改善心功能（图5C-D），并下调心脏组织铁死亡标志物（图5E）。

Conclusion

本研究首次阐明PCBP2通过结合NDUFS1 mRNA增强其稳定性，进而激活NRF2-Keap1通路抑制心肌细胞铁死亡，为MI治疗提供了新的分子靶点和理论依据。