内皮细胞中TBK1基因的缺失通过抑制PAK1/ERK1/2信号通路，阻碍了内皮细胞向间充质细胞的转化以及动脉粥样硬化的形成过程

《Circulation Research》：Endothelial TBK1 Deficiency Inhibits Endothelial-to-Mesenchymal Transition and Atherogenesis Through Suppressing PAK1/ERK1/2 Signaling

动脉粥样硬化中TBK1通过激活RAC1-PAK1-ERK1/2通路促进EndMT，敲低或抑制TBK1可减少炎症并抑制斑块形成。

　　

摘要

背景：

尽管使用了降脂药物，动脉粥样硬化性血管疾病仍然是导致死亡的主要原因。开发更有效的治疗手段，以针对内皮炎症和内皮-间充质转化（EndMT）过程，对于改善治疗效果至关重要。在冠心病患者中观察到（TANK结合激酶1）基因的突变频率增加。然而，TBK1在内皮功能障碍、炎症和动脉粥样硬化形成中的确切作用尚未明确。

方法：

通过液相色谱-质谱、免疫染色、RNA测序和Western blot技术在具有动脉粥样硬化斑块的小鼠和人类动脉中研究发现，TBK1是EndMT和动脉粥样硬化形成的关键介质之一。随后在特异性敲低内皮细胞中TBK1表达的小鼠中研究了其作用。为了深入了解其机制，使用了基于TurboID的液相色谱-质谱技术和共免疫沉淀技术。在小鼠和人类内皮细胞中评估了一种潜在的TBK1抑制剂GSK8612的治疗效果。

结果：

液相色谱-质谱分析显示，在喂食西方饮食的小鼠主动脉中，TBK1的表达水平高于喂食正常饮食的小鼠。在人类和小鼠的动脉粥样硬化动脉中，检测到内皮细胞中TBK1在Ser172位点的磷酸化程度增加（反映了TBK1的激活增强）。此外，促动脉粥样硬化因子TNF-α（肿瘤坏死因子-α）和IL-1β（白细胞介素-1β）可诱导人类内皮细胞中TBK1在S172位点的快速且持续的磷酸化。RNA测序分析表明，TBK1的激活促进了EndMT，这是动脉粥样硬化发展过程中的一个关键事件。TBK1的激活增加了内皮细胞中EndMT相关标志物的表达。更重要的是，特异性敲低内皮细胞中的TBK1可以抑制小鼠（无论雄性还是雌性）的动脉粥样硬化发展。此外，TBK1的敲低在体内和体外均减少了EndMT现象。从机制上看，TBK1的激活导致RAC1-PAK1（p21激活蛋白激酶）的磷酸化，进而引发ERK1/2（细胞外信号调节蛋白激酶1和2）的磷酸化，从而启动EndMT过程。这是通过TBK1与PAK1IP1（PAK1相互作用蛋白1）的相互作用实现的，导致PAK1IP1与PAK1的结合减少。长期给予TBK1抑制剂GSK8612可以在不影响血清脂质水平的情况下抑制小鼠的EndMT和动脉粥样硬化斑块的形成。

结论：

激活的TBK1与PAK1IP1之间的相互作用会抑制PAK1IP1与PAK1的结合，从而增加内皮细胞中PAK1和ERK1/2的磷酸化程度。这一过程驱动了EndMT的发生。特异性敲低内皮细胞中的TBK1或使用GSK8612治疗可以抑制EndMT和斑块的形成。安全的TBK1抑制剂有可能成为治疗动脉粥样硬化性血管疾病的有效药物。

图形摘要

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