一、研究背景    
 
BAF155作为SWI/SNF染色质重塑复合物亚基，在发育和肿瘤中作用明确，但在心血管疾病中的机制未知。本研究发现心衰患者/小鼠及Ang II处理的心肌细胞中BAF155表达显著上调，通过构建基因敲除/过表达小鼠模型，结合蛋白组学、Co-IP等技术，证实BAF155通过抑制WWP2介导的PARP1泛素化降解，促进Ang II诱导的心肌肥厚和纤维化，揭示BAF155为心肌肥厚纤维化治疗的潜在靶点。

二、实验方法    
 
1. 动物模型：构建心肌特异性BAF155敲除小鼠（BAF155-cKO）、BAF155过表达转基因小鼠（BAF155-TG）及WWP2敲除小鼠（WWP2-cKO）；采用Ang II（1.5 mg/kg/day）输注14天构建心肌肥厚纤维化模型，相应野生型为对照组。

2. 核心技术：超声心动图检测心功能（EF%、FS%）；H&E、WGA、Masson染色分析心肌肥厚/纤维化；定量蛋白组学筛选差异蛋白；Co-IP验证蛋白相互作用；免疫印迹（IB）检测蛋白表达、泛素化及PARylation水平；免疫组化检测组织蛋白表达。

3. 检测指标：心功能指标、心肌肥厚/纤维化/凋亡/DNA损伤标志物、PARP1泛素化位点、蛋白相互作用及PARylation修饰水平，PARP1抑制剂干预后的表型逆转情况。

4. 超声心动图 使用VINNO 6LAB和X10-23L线性阵列探头（VERMON）在中心频率23MHz下采集超声心动图。在M模式图像上测量心功能。

三、实验结果    
 
在经过Ang II 处理后的小鼠中，作者观察发现心肌特异性 BAF155 敲除小鼠（BAF155-cKO）的 EF%、FS% 较对照小鼠（BAF155-cWT）显著升高，提示 BAF155 敲除可显著改善 Ang II 诱导的心功能损伤（图1A）；与组织染色（H&E、WGA、Masson）结果与之一致，BAF155-cKO 小鼠心肌肥厚、纤维化程度同步减轻（图1B）。而在生理状态下，BAF155 过表达小鼠（BAF155-TG）的 EF%、FS% 较野生型小鼠（BAF155-WT）轻度降低，Ang II 处理后其 EF%、FS% 下降幅度显著增大，心功能损伤进一步加剧（图1C）；并在组织染色结果印证该趋势，BAF155-TG 小鼠心肌肥厚、纤维化在 Ang II 处理后显著加重（图1D）。在此期间，用PARP1 抑制剂干预 Ang II 处理的 BAF155-TG 小鼠，超声检测显示 EF%、FS% 显著回升，心功能得到改善，心肌肥厚、纤维化及 PARylation 水平也同步下调，验证了 BAF155-PARP1 通路对超声心功能指标的调控作用。整合超声及辅助实验结果的小鼠模型，明确 BAF155 通过抑制 WWP2 介导的 PARP1 泛素化，上调 PARylation 通路，导致小鼠 EF%、FS% 降低、心功能下降，敲除 BAF155 或抑制 PARP1 可逆转该病理过程（图1E）。

A                                                           C

B

D

E

图1
（A）BAF155-cWT和BAF155-cKO的EF % 和FS % (n = 6)。
（B）BAF155-cWT和BAF155-cKO心脏的H & Estaining，TRITC标记的WGA染色和Masson三色染色 (n = 6)。
（C）BAF155-WT和BAF155-TG的EF % 和FS % (n = 6)。
（D）BAF155-WT和BAF155-TG心脏的H & E染色，TRITC标记的WGA染色和Masson三色染色 (n = 6).
（E）模型显示BAF155在调节心脏稳态中的作用。数据表示平均值 ± SD。* P <0.05，** P <0.01，*** P <0.001。双因素方差分析与Bonferroni多重比较检验.

研究结论    
 
本研究首次阐明 BAF155 在心血管疾病中的作用机制：其通过与 WWP2 结合，竞争性抑制 WWP2 介导的 PARP1 K249/K418 位点泛素化降解，致 PARP1 累积并激活下游 PARylation 通路，最终促进 Ang II 诱导的心肌肥厚和纤维化。揭示了BAF155-WWP2-PARP1在心肌病理重塑中的关键作用，为心肌肥厚、纤维化等心力衰竭前期病变的治疗提供了全新的分子靶点（BAF155），也为PARP1抑制剂在心血管疾病中的应用提供了实验依据。未来可进一步探索靶向BAF155的特异性抑制剂，或联合调控WWP2/PARP1通路，为心血管疾病的精准治疗开发新策略。

出版信息    

作者：Naijin Zhang, Ying Zhang, Yong Chen, Hao Qian, Boquan Wu, Saien Lu, Shilong You, Wancheng Xu, Yuanming Zou, Xinyue Huang, Wenbin Wang, Jingwei Liu, Da Li, Liu Cao & Yingxian Sun

出版社：Cell Discovery volume 9, Article number: 46 (2023)

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41421-023-00555-x