血管重构是血管损伤后重要病理特征，是导致血管内再狭窄、动脉粥样硬化、心肌梗死、高血压等心血管疾病的关键病理过程。血管平滑肌细胞（Vascular smooth muscle cell, VSMC）是血管组织的主要细胞，当受到外界损伤或病理性刺激后，VSMC由收缩表型转为增殖分泌表型，异常增殖、迁移导致血管内膜增生。RNA修饰是表观遗传学的新兴领域，N-乙酰基转移酶10（N-acetyltransferase 10, NAT10）能够对mRNA进行N4-乙酰胞嘧啶（N4-acetylcytidine, ac4C）修饰，影响mRNA稳定性及蛋白翻译效率。目前，抑制NAT10表达或乙酰化酶功能已被证实在心肌肥大、肿瘤等疾病中具有预防及治疗作用，但其在血管重构中的作用尚未明了。
2024年10月25日，福建医科大学附属协和医院陈良龙教授、曾春雨教授与陆军军医大学陆军特色医学中心(大坪医院)余骏逸副教授在European Heart Journal（中科院一区，IF=37.6）上发表题为“NAT10 Promotes Vascular Remodeling via ac4c mRNA Acetylation”的研究论文。该研究发现了乙酰化转移酶NAT10通过mRNA ac4C修饰调控VSMC表型转换、诱导血管重构的功能和分子机制，为RNA修饰在血管重构研究提供了新的理论基础，揭示了mRNA ac4C修饰或可成为血管重构预防及治疗靶点。
研究材料
在这项研究中，研究人员构建了平滑肌特异性NAT10条件性敲除小鼠模型（由赛业生物提供）。体外研究则采用了大鼠胸主动脉原代平滑肌细胞与人主动脉平滑肌细胞。
研究方法
研究人员采用多项技术，包括转录组测序、ac4C免疫共沉淀（acRIP）测序、NAT10免疫共沉淀（NAT10-RIP）测序、RNA稳定性分析、LC-MS/MS分析、免疫荧光/组化、WB/qPCR、病毒构建等。
技术路线
01
发现RNA乙酰化转移酶NAT10在血管重构组织中上调
02
体内、外实验干预NAT10后影响平滑肌细胞表型转换、血管重构进展
03
转录组测序、acRIP测序及NAT10-RIP测序筛选下游分子
04
NAT10抑制剂Remodelin可以抑制平滑肌细胞表型转换、血管重构
研究结果
首先，研究人员发现NAT10在血管损伤后内膜新生样本中显著上调；随后，研究人员构建了平滑肌细胞NAT10条件性敲除小鼠（NAT10VSMC-/-由赛业生物提供），发现NAT10VSMC-/-明显逆转了小鼠颈动脉导丝损伤诱导的平滑肌收缩标志蛋白α-SMA、Calponin、SM22降低，并抑制了血管新生内膜的形成。
为明确NAT10通过ac4C修饰调控血管新生内膜形成的分子机制，研究人员使用NAT10敲降腺病毒干预VSMC后，进行转录组测序、acRIP测序及NAT10-RIP测序，功能富集分析发现ac4C修饰转录本主要编码细胞增殖、迁移、细胞外基质形成及细胞黏附等VSMC表型转换相关过程。研究人员以Itgb1、Col1a2为例进一步验证，发现NAT10高表达可能是通过增加Itgb1和Col1a2 mRNA的稳定性、增加蛋白表达，从而促进血管新生内膜形成。最后，研究者构建了VSMC特异性过表达ITGB1腺相关病毒感染小鼠颈动脉导丝损伤模型，发现VSMC过表达ITGB1后可逆转NAT10VSMC-/-抑制的血管新生内膜作用；体外实验同样证实，敲降ITGB1表达后能够抑制NAT10高表达激活的FAK信号通路，从而抑制VSMC增殖、迁移及粘附作用。
为进一步探索NAT10能否作为血管重构潜在的预防及治疗靶点，研究者分别在小鼠颈动脉导丝损伤同时、损伤后2周给予NAT10抑制剂Remodelin，发现Remodelin能构显著抑制血管重构，提示了NAT10\Remodelin作为预防和治疗靶点的转化前景。
研究结论
综上所述，该研究首次揭示了乙酰化转移酶NAT10通过mRNA ac4C修饰在调控VSMC表型转换、促进血管重构的关键作用。同时，该研究首次展示了血管重构中VSMC ac4C修饰图谱，探索了NAT10介导ac4C修饰Itgb1和Col1a2的调控机制，并提示NAT10\Remodelin可能是临床上预防、治疗血管重构新的潜在靶点。
参考文献：
[1]Yu C, Chen Y, Luo H, Lin W, Lin X, Jiang Q, Liu H, Liu W, Yang J, Huang Y, Fang J, He D, Han Y, Zheng S, Ren H, Xia X, Yu J, Chen L, Zeng C. NAT10 promotes vascular remodelling via mRNA ac4C acetylation. Eur Heart J. 2024 Oct 25. pii: 7841877. doi: 10.1093/eurheartj/ehae707.