腹主动脉瘤作为腹主动脉的yongjiu性扩张病变，因可能引发破裂猝死而导致全球每年超 17.5 万人死亡，且目前缺乏有效药物治疗，亟需探索新机制与策略。血管周围脂肪组织（PVAT）作为环绕血管的特殊脂肪组织，不仅能调节血管收缩功能、参与高血压发展，还通过影响血管平滑肌细胞的增殖迁移、分泌脂肪因子和细胞因子等，参与新内膜增生及动脉粥样硬化进程。近年来研究进一步发现，PVAT 可能通过炎症基因表达和脂肪因子分泌，与腹主动脉瘤的病理生理过程相关。

研究发现主动脉不同区域的 PVAT 存在表型差异，且这与血管疾病相关。有研究表明腹主动脉比胸主动脉更易发生动脉粥样硬化，胸主动脉瘤（TAA）的发病率和生长速度也远低于腹主动脉瘤（AAA），这提示胸部血管周围脂肪组织可能对主动脉瘤形成具有保护作用。

基于此，广东省恶性肿瘤表观遗传 与基因调控重点实验室的医学研究中心，聚焦于 T-PVAT 移植对主动脉瘤形成的影响及其对血管平滑肌细胞的作用展开研究。研究成果发表在Acta pharmacologica Sinica期刊，题为“Thoracic perivascular adipose tissue inhibits VSMC apoptosis and aortic aneurysm formation in mice via the secretome of browning adipocytes”。

首先，研究人员对比小鼠胸部（T-PVAT）与腹部（A-PVAT）血管周围脂肪组织的表型差异，发现二者存在显著区别。组织学上，T-PVAT 由多泡脂肪细胞构成，细胞平均尺寸更小，而 A-PVAT 以单泡脂肪细胞为主（图 1a、b）。分子层面，T-PVAT 中经典褐变标志物 Ucp1 的蛋白表达量高（图 1c、d），且 Ucp1、Ppar-α 等棕色脂肪细胞标志物的 mRNA 表达水平均显著高于 A-PVAT（图 1e）。这些结果表明，T-PVAT 比 A-PVAT 更具棕色脂肪样表型。

图1    T-PVAT 比 A-PVAT 更具棕色脂肪样表型

接着，为了研究腹主动脉周围 PVAT 变化对 AAA 形成的影响，研究人员将 T-PVAT 或 A-PVAT 移植到经磷酸钙处理的小鼠腹主动脉上（磷酸钙可诱导 AAA）（图 2a）。结果显示，磷酸钙处理 14 天后小鼠主动脉显著扩张，而移植 T-PVAT 能显著抑制这种扩张（图 2b–d）。HE 染色也证实，T-PVAT 移植可有效抑制主动脉管腔扩张和外膜增厚（图 2e）。这些结果表明，T-PVAT 移植具有减轻腹主动脉瘤形成的作用。

图2    T-PVAT 移植可减轻 AAA 的形成

研究人员进一步探究了 T-PVAT 移植对腹主动脉壁结构的影响。EVG 染色显示，假手术组和 A-PVAT 移植组中，磷酸钙会强烈诱导致弹性蛋白断裂，而 T-PVAT 移植能显著减轻这种断裂（图 3a、c）。天狼星红染色则表明，T-PVAT 移植可显著增加腹主动脉壁中胶原的沉积面积（图 3b、d）。这些结果表明 ，T-PVAT 移植可显著减轻主动脉中膜弹性蛋白断裂，并增加主动脉壁的胶原沉积。

图3    T-PVAT 移植可减轻腹主动脉壁弹性蛋白断裂并增加胶原沉积

平滑肌细胞是动脉壁的重要组成部分，其缺失会导致主动脉基质退化及扩张破裂。研究人员通过相关染色分析发现，假手术组和 A-PVAT 移植组经磷酸钙处理后，主动脉中膜平滑肌细胞因凋亡大量缺失（图 4a、d）。而 T-PVAT 移植不仅显著增加了主动脉壁中平滑肌细胞的含量，还降低了凋亡标志物 cleaved-caspase3 的表达（图 4b、e），减少了 TUNEL 阳性凋亡细胞。（图 4c、f）。这表明 T-PVAT 移植可通过抑制平滑肌细胞凋亡，维持主动脉壁中平滑肌细胞的含量。

图4    T -PVAT 移植可维持主动脉壁中膜平滑肌细胞的含量

然后，为了探究 T-PVAT 对平滑肌细胞的直接作用，研究人员将血管平滑肌细胞（VSMCs）与分离的 PVAT 进行共培养。结果发现，用 H₂O₂或 TNFα 联合 CHX 诱导 VSMCs 凋亡时，与对照组或 A-PVAT 相比，T-PVAT 可显著降低凋亡相关蛋白（cleaved-Caspase 3、cleaved-Parp）的表达（图 5a–c、f–h）。流式细胞术也证实，T-PVAT 能显著减少上述诱导条件下 VSMCs 的凋亡（图 5d、e、i、j）。综上，T-PVAT 对 VSMC 凋亡具有直接的抑制作用。

图5    T-PVAT 共培养可抑制 VSMC 凋亡

为了明确 T-PVAT 的作用机制，研究人员通过 RNA 测序分析发现其与 A-PVAT 存在显著基因表达差异（图 6a），其中 1609 个基因上调、3225 个基因下调（图 6b）。对上调基因的 GO 富集分析显示，其主要集中于线粒体代谢和棕色脂肪细胞分化等褐变脂肪细胞的典型特征（图 6c）。进一步分析上调的分泌蛋白编码基因发现，“凋亡过程的负调控” 是显著富集的条目之一（图 6d）。这些结果表明，T-PVAT 富含褐变脂肪细胞及具有抗凋亡功能的分泌蛋白。

图6    T-PVAT 富含褐变脂肪细胞及抗凋亡分泌蛋白

为了明确 T-PVAT 中发挥抗凋亡作用的组分，研究人员将其分离为脂肪细胞和基质血管组分（SVF），并收集各自的培养液处理 VSMCs 。如图7所示，来自 T-PVAT 脂肪细胞的培养液能显著抑制 H₂O₂或 TNFα 联合 CHX 诱导的 VSMC 凋亡（表现为 cleaved-Parp、cleaved-Caspase-3 表达降低，膜联蛋白 V 阳性凋亡细胞减少），且效果优于 A-PVAT 脂肪细胞的培养液，而 T-PVAT 与 A-PVAT 的 SVF 培养液在抗凋亡作用上无差异。这表明，T-PVAT 的抗凋亡作用主要通过其脂肪细胞分泌的物质实现。

图7   从 T-PVAT 中分离的脂肪细胞分泌组可抑制 VSMC 凋亡

最后，为了找出介导 T-PVAT 抗凋亡作用的关键因子，研究通过整合 RNA 测序与质谱数据，筛选出软骨寡聚基质蛋白（COMP），认为其是 T-PVAT 中富集的分泌型抗凋亡蛋白（图 8a）。蛋白质印迹分析显示，T-PVAT 脂肪细胞的裂解物及培养液中 COMP 表达量显著高于 A-PVAT 脂肪细胞（图 8b ）。免疫组织化学染色也证实 T-PVAT 中 COMP 表达显著高于 A-PVAT（图 8c），这些结果支持 COMP 可能是 T-PVAT 发挥抗凋亡作用的关键分泌蛋白。对 COMP 对VSMCs 的抗凋亡作用进行验证，结果发现，重组 COMP 蛋白处理能显著抑制 TNFα 联合 CHX 诱导的 VSMC 凋亡（图 8d、e ），降低 cleaved-Parp、cleaved-Caspase-3 的表达（图 8f–h）。进一步检测抗凋亡蛋白发现，COMP 可显著提高 VSMCs 中 survivin 的蛋白水平，但对 Bcl-2 无影响（图8f、i、j ），这表明 COMP 的抗凋亡作用可能通过 survivin 介导。

图8    T-PVAT分泌的 COMP 可抑制 VSMC 凋亡

总之，该研究表明，T-PVAT 较 A-PVAT 更接近棕色脂肪表型，其移植可通过旁分泌或内分泌作用抑制血管平滑肌细胞凋亡，进而抑制腹主动脉瘤的形成。该发现为腹主动脉瘤的治疗提供了新的潜在治疗方向。

参考文献：Huang CL, Huang YN, Yao L, Li JP, Zhang ZH, Huang ZQ, Chen SX, Zhang YL, Wang JF, Chen YX, Liu ZY. Thoracic perivascular adipose tissue inhibits VSMC apoptosis and aortic aneurysm formation in mice via the secretome of browning adipocytes. Acta Pharmacol Sin. 2023 Feb;44(2):345-355. doi: 10.1038/s41401-022-00959-7. Epub 2022 Aug 9. PMID: 35945313; PMCID: PMC9889802.
原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35945313/

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