一、研究背景    
 
BAF155作為SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物亞基，在發(fā)育和腫瘤中作用明確，但在心血管疾病中的機(jī)制未知。本研究發(fā)現(xiàn)心衰患者/小鼠及Ang II處理的心肌細(xì)胞中BAF155表達(dá)顯著上調(diào)，通過(guò)構(gòu)建基因敲除/過(guò)表達(dá)小鼠模型，結(jié)合蛋白組學(xué)、Co-IP等技術(shù)，證實(shí)BAF155通過(guò)抑制WWP2介導(dǎo)的PARP1泛素化降解，促進(jìn)Ang II誘導(dǎo)的心肌肥厚和纖維化，揭示BAF155為心肌肥厚纖維化治療的潛在靶點(diǎn)。

二、實(shí)驗(yàn)方法    
 
1. 動(dòng)物模型：構(gòu)建心肌特異性BAF155敲除小鼠（BAF155-cKO）、BAF155過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因小鼠（BAF155-TG）及WWP2敲除小鼠（WWP2-cKO）；采用Ang II（1.5 mg/kg/day）輸注14天構(gòu)建心肌肥厚纖維化模型，相應(yīng)野生型為對(duì)照組。

2. 核心技術(shù)：超聲心動(dòng)圖檢測(cè)心功能（EF%、FS%）；H&E、WGA、Masson染色分析心肌肥厚/纖維化；定量蛋白組學(xué)篩選差異蛋白；Co-IP驗(yàn)證蛋白相互作用；免疫印跡（IB）檢測(cè)蛋白表達(dá)、泛素化及PARylation水平；免疫組化檢測(cè)組織蛋白表達(dá)。

3. 檢測(cè)指標(biāo)：心功能指標(biāo)、心肌肥厚/纖維化/凋亡/DNA損傷標(biāo)志物、PARP1泛素化位點(diǎn)、蛋白相互作用及PARylation修飾水平，PARP1抑制劑干預(yù)后的表型逆轉(zhuǎn)情況。

4. 超聲心動(dòng)圖 使用VINNO 6LAB和X10-23L線性陣列探頭（VERMON）在中心頻率23MHz下采集超聲心動(dòng)圖。在M模式圖像上測(cè)量心功能。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果    
 
在經(jīng)過(guò)Ang II 處理后的小鼠中，作者觀察發(fā)現(xiàn)心肌特異性 BAF155 敲除小鼠（BAF155-cKO）的 EF%、FS% 較對(duì)照小鼠（BAF155-cWT）顯著升高，提示 BAF155 敲除可顯著改善 Ang II 誘導(dǎo)的心功能損傷（圖1A）；與組織染色（H&E、WGA、Masson）結(jié)果與之一致，BAF155-cKO 小鼠心肌肥厚、纖維化程度同步減輕（圖1B）。而在生理狀態(tài)下，BAF155 過(guò)表達(dá)小鼠（BAF155-TG）的 EF%、FS% 較野生型小鼠（BAF155-WT）輕度降低，Ang II 處理后其 EF%、FS% 下降幅度顯著增大，心功能損傷進(jìn)一步加劇（圖1C）；并在組織染色結(jié)果印證該趨勢(shì)，BAF155-TG 小鼠心肌肥厚、纖維化在 Ang II 處理后顯著加重（圖1D）。在此期間，用PARP1 抑制劑干預(yù) Ang II 處理的 BAF155-TG 小鼠，超聲檢測(cè)顯示 EF%、FS% 顯著回升，心功能得到改善，心肌肥厚、纖維化及 PARylation 水平也同步下調(diào)，驗(yàn)證了 BAF155-PARP1 通路對(duì)超聲心功能指標(biāo)的調(diào)控作用。整合超聲及輔助實(shí)驗(yàn)結(jié)果的小鼠模型，明確 BAF155 通過(guò)抑制 WWP2 介導(dǎo)的 PARP1 泛素化，上調(diào) PARylation 通路，導(dǎo)致小鼠 EF%、FS% 降低、心功能下降，敲除 BAF155 或抑制 PARP1 可逆轉(zhuǎn)該病理過(guò)程（圖1E）。

A                                                           C

B

D

E

圖1
（A）BAF155-cWT和BAF155-cKO的EF % 和FS % (n = 6)。
（B）BAF155-cWT和BAF155-cKO心臟的H & Estaining，TRITC標(biāo)記的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心臟的H & E染色，TRITC標(biāo)記的WGA染色和Masson三色染色 (n = 6).
（E）模型顯示BAF155在調(diào)節(jié)心臟穩(wěn)態(tài)中的作用。數(shù)據(jù)表示平均值 ± SD。* P <0.05，** P <0.01，*** P <0.001。雙因素方差分析與Bonferroni多重比較檢驗(yàn).

研究結(jié)論    
 
本研究首次闡明 BAF155 在心血管疾病中的作用機(jī)制：其通過(guò)與 WWP2 結(jié)合，競(jìng)爭(zhēng)性抑制 WWP2 介導(dǎo)的 PARP1 K249/K418 位點(diǎn)泛素化降解，致 PARP1 累積并激活下游 PARylation 通路，最終促進(jìn) Ang II 誘導(dǎo)的心肌肥厚和纖維化。揭示了BAF155-WWP2-PARP1在心肌病理重塑中的關(guān)鍵作用，為心肌肥厚、纖維化等心力衰竭前期病變的治療提供了全新的分子靶點(diǎn)（BAF155），也為PARP1抑制劑在心血管疾病中的應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。未來(lái)可進(jìn)一步探索靶向BAF155的特異性抑制劑，或聯(lián)合調(diào)控WWP2/PARP1通路，為心血管疾病的精準(zhǔn)治療開(kāi)發(fā)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)

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41421-023-00555-x