姜宝红点评Nature心血管疾病诊断

文章来源:脑动脉硬化   发布时间:2021-9-30 17:06:23   点击数:
  

心血管疾病是全球导致死亡的主要原因,大多数与心血管疾病相关的死亡是由心肌梗死或中风引起的。心血管事件的主要潜在原因是动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS),它是一种可以长期无症状的炎症性疾病,这一领域目前迫切需要新的治疗和诊断工具。

近期,西班牙国家心血管研究中心等机构的科学家们确定了线粒体蛋白ALDH4A1是一种与AS有关的自身抗原,它被鉴定为心血管疾病诊断的潜在标记物和未来治疗的潜在靶点。相关研究成果于12月2日发表在Nature杂志上,为心血管疾病新的诊断方式和治疗干预开辟了道路。来源:Nature领导这项研究的AlmudenaRamiro博士说:“我们知道先天性和适应性免疫系统都参与AS的起源和发展。然而,关于B细胞在这些过程中的特异性反应或这些细胞在AS过程中产生的抗体尚知之甚少。”

为了研究与AS相关的抗体免疫反应,实验采用了低密度脂蛋白受体缺失(Ldlr?/?)小鼠,它们在高胆固醇和高脂饮食时会发生AS。文章第一作者CristinaLorenzo说:“我们发现AS与生发中心特异性抗体的产生有关。其中B细胞使其抗体多样化,并分化为记忆B细胞和高亲和力浆细胞。”

为进一步分析AS中的生发中心反应,研究人员对AS相关抗体进行了高通量单细胞分析,对来自ASLdlr?/?小鼠和对照小鼠的多个B细胞进行抗体基因测序(下图b),结果表明AS与生发中心B细胞反应增强有关,其特征是体细胞超突变(somatichypermutation,SHM)负荷增加(下图e,f)和IgG2亚型比例升高(下图c,d)。

AS过程中的抗体免疫反应。(来源:Nature)

接着,为确定AS相关反应是否针对已知的靶抗原,研究人员鉴定了56种在AS背景下由体内B淋巴细胞扩增克隆表达的抗体。其中,三分之一的扩增抗体对AS斑块有反应,表明AS过程中的体液免疫反应针对AS斑块中的多种抗原。

在这些AS相关抗体中,A12被发现不仅能够识别AS小鼠体内的斑块(下图b,c),而且还能识别AS患者样本中的斑块(下图d)。

AS小鼠克隆抗体显示斑块反应。

b)高脂饮食Ldlr-/-小鼠和野生型小鼠主动脉窦冰冻切片中的斑块反应性抗体A10、A11和A12(从高脂饮食Ldlr-/-小鼠中克隆得到)免疫荧光染色。右:抗oxLDL抗体染色。

c)高脂饮食持续时间对高脂饮食Ldlr-/-小鼠主动脉窦免疫荧光染色的影响。A12(白色),抗oxLDL(红色),抗SMA-1(绿色,上)或抗MAC-2抗体(绿色,下),细胞核(蓝色)。

d)人AS病变和对照组动脉石蜡包埋切片中A12或B1-8抗NP抗体的免疫组化染色。(来源:Nature)

深层蛋白质组学分析显示,参与脯氨酸代谢的线粒体脱氢酶ALDH4A1是自身抗体之一A12的靶抗原。在AS过程中,ALDH4A1的分布发生改变,并且AS小鼠及患者中的循环ALDH4A1增加(下图),这支持ALDH4A1作为疾病生物标志物的潜在用途。

来源:Nature

研究小组还发现,将A12抗体注入Ldlr?/?小鼠体内可延缓斑块形成,降低循环中的游离胆固醇和低密度脂蛋白(LDL)水平(下图),这表明抗ALDH4A1抗体在预防AS方面具有治疗潜力。

输注A12延缓高脂饮食Ldlr-/-小鼠的AS进展。(来源:Nature)

Ramiro总结道:“这些结果拓宽了我们对AS过程中体液免疫反应的认识,并突出了ALDH4A1作为一种新的AS生物标志物和A12作为该疾病治疗药物的潜力。”

专家点评

中国科学院上海药物研究所研究员姜宝红博士

新成果点评

动脉粥样硬化的形成是一个伴随着炎症反应的慢性过程,抑制动脉粥样硬化的形成可显著降低心血管恶性事件的发生,临床治疗意义明确。因此,降低LDL,甚至是逆转形成的动脉斑块是心血管领域的研究热点。发表在Nature上的这项研究不但阐述了ALDH4A1在粥样硬化进程中的诊断意义,还明确了ALDH4A1在抑制动脉粥样硬化形成的治疗前景。应该说,其为动脉粥样硬化提供了一个新颖的治疗靶点。

不过,这项研究虽然明确ALDH4A1抗体可以降低粥样硬化进展,但不能得出该治疗可以逆转斑块的形成。在未来的研究中,如果能够明确ALDH4A1抗体具有逆转粥样硬化形成的效果,其临床意义将更为重大。另外,已知ALDH4A1缺乏会诱导Ⅱ型高脯氨酸血症,该研究没有对ALDH4A1抗体的安全性进行评估,因此利用ALDH4A1抗体后续是否会带来Ⅱ型高脯氨酸血症?这是ALDH4A1临床转化的重要安全风险,需要引起

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