糖蛋白非转移性黑色素瘤蛋白B可促进巨噬细胞发生焦亡（pyroptosis），这一过程由同型半胱氨酸（homocysteine）诱导，并与NOX-2/NF-κB信号通路的激活密切相关
编辑推荐：
GPNMB通过激活NOX2/NF-κB通路促进高同型半胱氨酸血症诱导的巨噬细胞焦亡，为动脉粥样硬化性心血管疾病治疗提供新靶点。
Xuhong Zhang|Tian Tian|Ping Cao|Xiaohong Ma|Yinjuan Liu|Xueqin Ding|Xiaoming Yang
宁夏医科大学基础医学院，中国银川750004
摘要
高水平的同型半胱氨酸（Hcy）已被确定为动脉粥样硬化及其相关心血管疾病的独立风险因素。巨噬细胞焦亡介导的炎症在动脉粥样硬化的进展中起着关键作用。值得注意的是，动脉粥样硬化斑块中的巨噬细胞表达了糖蛋白非转移性黑色素瘤蛋白B（GPNMB）；然而，GPNMB是否参与Hcy诱导的巨噬细胞焦亡仍不清楚。在本研究中，我们发现Hcy处理的THP-1来源的巨噬细胞中GPNMB的表达上调。相应地，高同型半胱氨酸血症（HHcy）患者的血清GPNMB水平显著高于健康对照组。功能实验表明，沉默GPNMB可以减少Hcy触发的THP-1来源巨噬细胞的焦亡，而GPNMB过表达则产生相反的效果。从机制上讲，GPNMB上调了THP-1来源巨噬细胞中的NOX2/NF-κB信号通路。重要的是，使用特异性抑制剂gp91ds-tat抑制NADPH氧化酶2（NOX2）或使用抑制剂BAY11–7082阻断NF-κB激活可以抵消Hcy处理的THP-1来源巨噬细胞中GPNMB的促焦亡效应。
此外，健康个体和HHcy患者的血清GPNMB水平与血清Hcy水平和脂质谱相关。总体而言，这些发现表明GPNMB通过上调NOX2/NF-κB信号通路促进了Hcy诱导的巨噬细胞焦亡，强调了GPNMB作为HHcy相关动脉粥样硬化性心血管疾病临床管理候选靶点的潜在相关性。
引言
巨噬细胞介导的炎症反应对与动脉粥样硬化相关的心血管疾病的发病和进展至关重要[1]。同型半胱氨酸（Hcy）是甲硫氨酸代谢的中间产物，被认为是心血管疾病的独立风险因素[2]。研究表明，它可加剧血管炎症并加速动脉粥样硬化的进展[3],[4]。Hcy促进动脉粥样硬化的机制包括诱导血管内皮功能障碍、促进平滑肌细胞增殖、触发巨噬细胞炎症反应、积累活性氧（ROS）和诱导氧化应激等[3],[4],[5]。焦亡是一种新近发现的受调控的炎症性程序性细胞死亡形式，其特征是炎症小体的激活，随后触发炎症性半胱天冬酶（caspase-1、4、5、11）和gasdermin-D（GSDMD）调节的信号通路[6]。这一过程最终导致膜穿孔和细胞裂解，释放促炎细胞因子IL-18和IL-1β，从而放大炎症反应级联[3],[6]。多项研究表明焦亡与动脉粥样硬化之间存在密切联系[7],[8]。Hcy通过多种途径促进焦亡：它通过上调酸鞘脂酶激活脂质筏介导的NOX-ROS-NLRP3炎症小体通路，从而加速动脉粥样硬化[7]；它还通过增强内质网应激和破坏钙平衡来促进巨噬细胞焦亡[8]。相反，甜菜碱通过抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD通路中的微胶质细胞焦亡来缓解Hcy引起的认知障碍，该通路由m6A-YTHDF2调节[9]。这些发现表明，巨噬细胞中的焦亡过程在Hcy介导的炎症反应中起着关键作用。因此，探索Hcy诱导的巨噬细胞焦亡的潜在机制并确定治疗靶点可能为治疗动脉粥样硬化性心血管疾病提供新的策略。
糖蛋白非转移性黑色素瘤蛋白B（GPNMB）是一种内源性I型跨膜糖蛋白，已被广泛涉及多种病理过程，包括溶酶体贮积症（LSDs）[10]、癌症干性和转移[11]、神经元退化[12],[13]、代谢紊乱[14],[15],[16]、细胞衰老[17]以及炎症性疾病[18],[19],[20]等。GPNMB是巨噬细胞炎症反应的关键调节因子[18]。然而，GPNMB在炎症过程中的潜在作用因特定的生理或病理环境而异，其在这些炎症过程中的确切功能仍不清楚。最近，GPNMB在代谢和心血管疾病中的作用引起了广泛关注。例如，GPNMB已被确定为高血压的关键致病因素；在降低血压的过程中，高脂肪饮食后内脏白色脂肪组织中的GPNMB水平下降[21]。在心肌梗死模型中，观察到梗死区GPNMB表达显著上调，这与心肌梗死后不良心室重塑的风险增加相关[22]。据报道，靶向肝单核细胞来源巨噬细胞中的GPNMB显著缓解了脂肪变性并适度减少了肝纤维化，从而有助于管理代谢功能障碍相关的脂肪性肝病（MASLD）[14]。此外，糖尿病患者的循环GPNMB水平升高[16]，并且与动脉粥样硬化的严重程度呈正相关[15]。此外，GPNMB还参与促进白色脂肪组织中的脂质生成，从而加剧饮食引起的肥胖和胰岛素抵抗[23]。在主动脉瘤的小鼠模型中，二甲双胍通过下调包括GPNMB、SPP1、MMP12和Clec7a在内的炎症基因的表达，对血管内皮功能和血管周围脂肪组织具有保护作用[20]。涉及干扰小鼠微胶质BV2细胞中GPNMB的实验显示，暴露于脂多糖（LPS）后，促炎标志物（包括iNOS、TNF-α和IL-1β）显著减少[19]。然而，尚不清楚GPNMB是否参与Hcy诱导的巨噬细胞焦亡。
在本研究中，我们观察到Hcy处理的THP-1来源巨噬细胞和HHcy患者的血清中GPNMB水平升高。沉默GPNMB可以减轻Hcy诱导的巨噬细胞焦亡，而增强GPNMB表达则产生相反的效果。我们的发现阐明了GPNMB在Hcy诱导的巨噬细胞焦亡中的关键作用，这与NOX2/NF-κB通路的上调有关，表明其作为高同型半胱氨酸血症相关动脉粥样硬化性心血管疾病的新生物标志物的潜力。
临床样本
人类血液样本和数据来自2025年1月至12月宁夏医科大学总医院的健康检查数据库。排除了人体测量或生化数据不完整的个体，共计100人。根据《中国心血管疾病预防指南》，这些人被分为两组：健康组（Hcy<15 mmol/L，n=50）和高同型半胱氨酸血症组
Hcy上调GPNMB，触发溶酶体应激，并促进巨噬细胞焦亡和炎症
为了研究GPNMB是否参与Hcy诱导的巨噬细胞焦亡，我们首先检测了Hcy处理后的巨噬细胞中的GPNMB表达。结果显示，Hcy处理后的THP-1来源巨噬细胞中GPNMB的mRNA和蛋白质水平显著升高（图1A、B）。鉴于GPNMB是一种在巨噬细胞中调节溶酶体功能障碍的蛋白质，并且其在动脉粥样硬化病变中的泡沫巨噬细胞中的表达显著升高[10],[15]。我们测量了
讨论
当前的研究表明，Hcy处理的THP-1来源巨噬细胞和HHcy患者的血清中GPNMB表达上调，GPNMB在促进巨噬细胞焦亡过程中起着关键作用，
这一过程主要由NOX2/NF-κB信号通路的上调驱动。
最近的研究显示，不同炎症性疾病中巨噬细胞中GPNMB的表达存在差异[11],[14],[15]。然而，GPNMB的具体作用
CRediT作者贡献声明
Xuhong Zhang：方法学、研究、数据分析。Tian Tian：方法学、研究、数据分析。Ping Cao：方法学、数据分析、数据管理。Xiaohong Ma：数据分析。Yinjuan Liu：数据管理。Xueqin Ding：数据管理。Xiaoming Yang：写作——审稿与编辑、监督、资源获取、概念化。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（82260120）、宁夏自然科学基金（2023AAC03200）和宁夏高等教育科学研究项目（NYG2022043）的资助。
