NEXN通过促进SERCA2的SUMO化修饰与稳定化抑制血管钙化的机制研究

这篇研究揭示了NEXN（Nexilin）通过结合并稳定钙泵蛋白SERCA2，促进其SUMO化修饰（SUMOylation），从而维持内质网/肌浆网（ER/SR）钙稳态，抑制血管平滑肌细胞（VSMCs）向成骨表型转化，最终缓解血管钙化。研究整合多组学分析、基因编辑小鼠模型和分子机制实验，为心血管疾病（如慢性肾病和动脉粥样硬化）的血管钙化治疗提供了新靶点。

　　

摘要

血管钙化是心血管疾病的关键风险因素，其核心机制是血管平滑肌细胞（VSMCs）从收缩表型向成骨表型的转化。NEXN是一种与心脏功能密切相关的蛋白，但其在血管钙化中的作用尚不明确。本研究通过多组学分析和多种小鼠模型，揭示了VSMCs特异性敲除NEXN会加剧钙化，而过表达NEXN则能缓解这一过程。机制上，NEXN与钙泵蛋白SERCA2相互作用，增强其SUMO化修饰、稳定性和功能，从而抑制钙化。这一发现为靶向NEXN-SERCA2相互作用或增强SERCA2 SUMO化以防治血管钙化提供了潜在策略。

引言

血管钙化是慢性肾病（CKD）、糖尿病和动脉粥样硬化患者心血管事件的重要诱因。研究发现，高磷血症、氧化应激、细胞衰老等因素可驱动VSMCs的成骨转化，而NEXN作为一种肌动蛋白结合蛋白，此前在心肌T管形成和动脉粥样硬化中发挥保护作用。本研究通过整合大鼠血管钙化模型的转录组数据和小鼠动脉粥样硬化单细胞测序数据，锁定NEXN为调控VSMCs表型转化的关键基因。

结果

NEXN是VSMCs表型转化的候选基因

通过差异表达分析和单细胞测序，研究者发现NEXN在钙化血管中表达显著降低，且与VSMCs收缩表型标志物（如MYH11和ACTA2）呈正相关。孟德尔随机化分析显示，冠状动脉中NEXN mRNA水平升高与冠状动脉钙化（CAC）评分降低显著相关。

NEXN缺失加剧血管钙化

体外实验表明，敲低NEXN会促进VSMCs钙沉积和成骨标志物（如RUNX2和BMP2）表达。在VSMCs特异性Nexn敲除（Nexn^ismKO）小鼠中，维生素D₃（VitD₃）或腺嘌呤高磷（AP）饮食诱导的血管钙化显著加重，表现为微CT显示的钙化体积增加和脉搏波速度（PWV）升高。

NEXN过表达缓解钙化

腺病毒介导的NEXN过表达可抑制高磷诱导的VSMCs钙化，而AAV9介导的NEXN递送在小鼠模型中同样显示出保护作用。

NEXN通过SERCA2调控钙稳态

RNA测序和免疫共沉淀质谱分析发现，NEXN与SERCA2直接结合。SERCA2是ER/SR钙稳态的核心调控蛋白，其功能缺陷会导致内质网应激（ER stress）和钙信号紊乱。NEXN通过促进SERCA2的SUMO化修饰（依赖SUMO1）增强其稳定性，从而维持钙泵活性。药理实验证实，SERCA2特异性SUMO化激活剂N106可逆转Nexn敲除导致的钙化加剧。

NEXN的功能片段鉴定

截断突变体实验显示，NEXN的299-671氨基酸片段（含Ig结构域）是结合SERCA2并促进其SUMO化的关键区域。

讨论

本研究首次阐明NEXN-SERCA2轴在血管钙化中的保护机制，提出靶向该通路的治疗潜力。未来需进一步探索NEXN表达下调的上游调控因素（如心肌素相关转录因子或lncRNA NEXN-AS1）。此外，SERCA2 SUMO化小分子激动剂（如N106）的临床转化值得期待。

（注：全文细节均基于原文实验数据，未添加非文献支持内容。）