《Experimental Cell Research》：Low Shear Stress Promotes Atherosclerosis by Inducing Endothelial Ferroptosis via the P53/xCT Pathway
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本研究揭示了低剪切应力（LSS）通过激活P53/xCT通路诱导内皮细胞铁死亡的新机制。研究人员通过体内外实验证实，LSS上调P53表达并促进其核转位，进而抑制xCT转录，导致谷胱甘肽耗竭和脂质过氧化，最终加速动脉粥样硬化斑块形成。该发现为心血管疾病的靶向治疗提供了新思路。
在弯曲或分叉的动脉处，血液流动常常呈现出低剪切应力的特征，而这些区域正是动脉粥样硬化病变的好发部位。动脉粥样硬化作为冠心病和脑血管疾病的主要病理基础，其发病机制复杂，其中内皮功能障碍是疾病始动环节。近年来研究发现，铁死亡——一种铁依赖性的程序性细胞死亡方式，与心血管疾病的发生发展密切相关。那么，低剪切应力是否通过诱导内皮细胞铁死亡而促进动脉粥样硬化？其具体分子机制如何？这些问题亟待解答。
为探究这一科学问题，南京医科大学附属南京医院心内科张俊杰教授团队在《Experimental Cell Research》上发表了最新研究成果。研究人员通过体内外实验相结合的策略，采用平行平板流动腔系统对脐静脉内皮细胞施加不同剪切应力，同时通过部分颈动脉结扎术在高脂饮食喂养的ApoE-/-小鼠体内建立低剪切应力模型。关键技术方法包括：剪切应力加载系统、蛋白质印迹、实时荧光定量PCR、免疫荧光染色、RNA测序分析等。实验使用的人脐静脉内皮细胞来源于中国科学院细胞库，动物实验均经南京医科大学动物伦理委员会批准。
研究结果系统揭示了低剪切应力诱导内皮细胞铁死亡的具体机制：
Fer-1逆转LSS诱导的HUVECs死亡
通过碘化丙啶/钙黄绿素-AM双染发现，低剪切应力处理6小时导致超过20%的内皮细胞死亡，而铁死亡抑制剂Fer-1可部分逆转这一效应，提示低剪切应力诱导的内皮细胞死亡与铁死亡密切相关。
LSS增加HUVECs中ROS和脂质过氧化
研究检测到低剪切应力显著提高细胞内活性氧水平、脂质过氧化产物丙二醛含量及亚铁离子浓度，这些指标的变化均被Fer-1抑制，证实低剪切应力确实诱发了铁死亡特征性的氧化应激反应。
LSS在蛋白和mRNA水平下调GPX4和xCT
作为铁死亡的关键负调控因子，GPX4和xCT在低剪切应力作用下表达显著下调，且在转录水平和翻译水平均呈现时间依赖性下降趋势。
LSS在颈动脉内皮细胞中诱导铁死亡
通过小鼠部分颈动脉结扎模型，免疫荧光和免疫组化染色显示，低剪切应力侧颈动脉内皮细胞中GPX4和xCT表达明显低于对照侧，证实低剪切应力在体内同样可诱导内皮细胞铁死亡。
Fer-1抑制LSS促进的内皮细胞炎症
研究发现低剪切应力显著上调细胞间黏附分子-1和血管细胞黏附分子-1的表达，而Fer-1处理可抑制这种炎症反应，表明铁死亡参与调节低剪切应力诱导的内皮炎症。
LSS驱动的内皮细胞铁死亡促进颈动脉粥样硬化
通过超声检测证实部分颈动脉结扎成功建立了低剪切应力模型，组织染色显示低剪切应力侧动脉粥样硬化斑块面积显著增加，而Fer-1处理或内皮特异性过表达GPX4均可减轻斑块形成。
RNA-seq分析揭示LSS刺激下P53信号通路激活和氨基酸代谢紊乱
转录组分析显示低剪切应力处理激活了铁死亡、P53信号通路等相关通路，而Fer-1处理可逆转这些变化，提示P53可能参与调节低剪切应力诱导的内皮细胞铁死亡。
LSS上调P53并下调xCT
实验证实低剪切应力以时间依赖方式上调P53表达并促进其核转位，同时下调xCT表达。使用P53抑制剂PTF-α或siRNA沉默P53均可逆转低剪切应力对xCT的抑制作用。
沉默或抑制P53抑制LSS诱导的体外铁死亡
降低P53表达或抑制其活性可显著改善低剪切应力引起的细胞死亡、氧化应激和谷胱甘肽耗竭，证实P53/xCT通路在低剪切应力诱导的铁死亡中起关键作用。
沉默或抑制P53抑制LSS诱导的体内铁死亡和动脉粥样硬化促进
体内实验进一步验证，内皮特异性敲低P53或药物抑制P53活性均可减轻低剪切应力诱导的动脉粥样硬化斑块形成。
该研究首次阐明低剪切应力通过P53/xCT通路诱导内皮细胞铁死亡进而促进动脉粥样硬化的新机制。这一发现不仅深化了对血流动力学与血管病理关系的理解，更重要的是为动脉粥样硬化的防治提供了新的潜在靶点。特别是P53作为机械敏感因子在血管生物学中的新功能，以及铁死亡在动脉粥样硬化发生发展中的关键作用，为心血管疾病的精准治疗开辟了新方向。未来针对这一通路的特异性干预策略，可能为动脉粥样硬化患者带来新的治疗希望。
