自噬调控血管生成的机制

1．AMPK信号通路

自噬信号通路参与单磷酸腺苷酸活化蛋白激酶（5’-AMPK）的功能表达，调控血管生成。AMPK有三种（ɑ、β、γ）亚基，主要分布在肾、肝、心、脑和胰岛组织中。心血管疾病发生时，由于线粒体自噬（mitophagy）稳态失衡，细胞内环境的稳态受破坏而影响血管功能。由于细胞多处于代谢应激状态，胞内AMP表达随之升高或促进AMP/ATP比值上升，AMP通过与及γ亚基结合，促进ɑ催化亚基第172位的苏氨酸进行磷酸化，当ɑ催化亚基被激活时，继而使AMPK信号通路被激活。研究发现，心血管疾病患者细胞中的AMPK还可被5’-AMP别构和瘦素、抵抗素、脂联素等激活，而参与到心血管疾病的发生、发展、转归。AMPK信号通路在心血管疾病演变过程中可能扮演介导信号通路。血管生成是发育、生殖和组织损伤修复的必要条件，是一种重要的生物学过程，在各种疾病演进过程中均发挥了重要作用。正常生理条件下真核细胞内的AMPK含量极低，多处于无活性状态。心血管疾病等发生时，由于真核细胞处于缺氧或低能量等应激状态下，AMP/ATP比值随之升高，导致AMPK激酶系统被迫开启，迫使消耗ATP途径关闭和ATP再生途径启动。同时，当AMPK信号通路激活时，机体中的氧诱导因子-1α（HIF-1α）和血管内皮生长因子（VEGF）等血管生成因子表达上调，促进血管生成，改善局部供血、供氧以应对血管发生部位缺血缺氧的应急反应。另外，微血管密度（MVD）增加和内皮祖细胞（EPCs）降低也与AMPK信号通路自噬参与有关。综上，AMPK信号通路介导的自噬在心血管疾病的血管生成中发挥了重要作用，可通过影响自噬水平调节血管生成的速率与程度。(https://www.daowen.com)

2．Notch信号通路

Notch信号通路作为一类高度保守的细胞表面受体，在脊椎动物、非脊椎动物机体中均广泛存在，对生物细胞的发育有极其重要的调节作用。当然其也会参与心血管疾病患者的血管生成过程。通常而言，Notch信号通路活化的途径主要分两条，过程极其复杂。首先，经典的Notch信号通路又称为CBF-1/RBP-Jκ依赖途径，它的传导需经3次裂解（S1、S2、S3）方可实现，最终使组蛋白乙酰化，胞内段（NICD）与CBF-1无毛滞后抑制因子（CBF-1，CSL）蛋白的结合，继而促使CSL蛋白由转录抑制物转变为转录激活物，激活靶基因的转录。其次，是CSL非依赖途径，在此过程中Notch信号转导有三种调节方式，即胞外水平、胞内水平、胞核水平。有研究通过构建急性心肌细胞损伤模型试验发现，当3-MA和雷帕霉素（RAPA）试剂的最佳浓度（1mol/L和50mol/L）达到时，急性心肌细胞损伤患者的心肌细胞活力提高与Notch信号通路1过表达显著相关（p＜0.01），并在此基础利用Ad-N1ICD及Ad-N1ICD-shRNA进行针对性干预，Notch信号通路1过表达则显著下调，急性心肌细胞损伤患者的心肌细胞活力随之下降。接着在将3-MA加入Notch信号通路1过表达组中，患者的心肌细胞活力再次出现下降（p＜0.01），而当向Notch信号通路1干扰组中加入RAPA时，患者的心肌细胞活力随之恢复（p＜0.01）。由此可见，Notch信号通路可通过增强自噬的方式，实现对心肌缺氧、复氧损伤调控，最终保护心肌细胞。同时，经高通量测序及生物信息学分析系统筛选结果来看，Notch信号通路1的关键miRNA及lncRNA中，心肌自噬与lncRNA-4321表达量呈正相关，与miRNA-702-5p表达量呈负相关。简而言之，miRNA-702-5p与lncRNA-4321是可结合的，但前者的活性受后者的调控。这再次佐证了miRNA-702-5p与lncRNA-4321可能参与了Notch信号通路的调控，继而参与心肌细胞的自噬活动，也佐证Notch信号通路可增强自噬，继而使心血管疾病患者的心肌细胞活力提高，有较好的保护作用，协同抑制转录。