《Atherosclerosis plus》：Role of abnormal phosphatidylcholine metabolism in endoplasmic reticulum stress-induced carotid artery plaque destabilization
编辑推荐：
为了解决颈动脉斑块稳定性失衡是急性心脑血管事件关键诱因这一临床难题，研究人员围绕“磷脂酰胆碱(PC)代谢异常在内质网应激(ERS)诱导的颈动脉斑块失稳中的作用与机制”开展研究。通过代谢组学与分子生物学技术，发现异常PC代谢可通过激活ERS（尤其是PERK/CHOP分支）通路，驱动斑块向不稳定表型转化。该研究揭示了斑块失稳的新机制，为靶向干预策略提供了理论依据。
中风是导致中老年人死亡和残疾的首要原因，其中缺血性卒中占据了绝大多数。在这些触目惊心的病例背后，约八成缺血性卒中的罪魁祸首，竟是我们血管壁上看似不起眼的“定时炸弹”——不稳定的颈动脉粥样硬化斑块。斑块的破裂如同堤坝溃决，瞬间堵塞脑血管，引发灾难性后果。因此，理解斑块为何会从“稳定状态”走向“不稳定状态”，成为心血管领域亟待攻克的科学堡垒。
我们知道，动脉粥样硬化的发生发展与脂质代谢紊乱密不可分。在细胞复杂的脂质世界中，磷脂酰胆碱(Phosphatidylcholine, PC)扮演着至关重要的角色。它不仅是细胞膜的“建筑材料”，还广泛参与信号传导、炎症调节等生命活动。然而，当PC的代谢出现异常，它会对斑块的命运产生怎样的影响？另一方面，细胞内部有一种重要的自我保护机制，称为内质网应激(Endoplasmic Reticulum Stress, ERS)。当细胞感受到压力（如脂质代谢紊乱）时，ERS会被激活，起初试图修复损伤，但如果压力持续，它反而会启动“自杀”程序，导致细胞凋亡。那么，斑块内异常的PC代谢，是否会“唤醒”ERS这条通路，进而成为斑块失稳的幕后推手？这个关键的科学问题，此前并未得到明确解答。
由胡启飞、张浩然、王先伟、黄嘉明、蒋晓辉、李梅、陈东组成的研究团队，在《Atherosclerosis Plus》上发表的研究，正是为了揭开这个谜团。他们深入探究了异常磷脂酰胆碱代谢在内质网应激诱导颈动脉斑块失稳中的具体角色与分子机制，旨在为稳定斑块的临床干预提供全新的理论靶点。
为了解答上述问题，研究者们巧妙地设计并运用了一系列关键技术方法。首先，他们以接受颈动脉内膜切除术(CEA)患者的颈动脉斑块内膜-中膜标本为研究对象。通过经典的HE染色技术，根据明确的病理学标准（如大脂质核、薄纤维帽、大量炎性细胞浸润等），将标本精准地分为稳定斑块组（S组）与不稳定斑块组（U组）。接着，研究采用了非靶向代谢组学技术，系统分析了两组斑块样本的整体代谢谱差异。利用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等多元统计方法，他们成功区分了两组的代谢特征，并通过聚类热图和火山图筛选出关键的差异代谢物。为了洞察这些差异代谢物背后的生物学意义，研究进一步进行了代谢通路富集分析以及IPA通路分析，以锁定与斑块稳定性相关的核心通路。最后，为了验证计算分析得出的假设，团队使用了蛋白质免疫印迹(Western Blot)和实时定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)技术，在蛋白和mRNA水平上检测并比较了两组样本中内质网应激通路关键分子的表达情况。
研究结果部分层层递进，揭示了从现象到机制的完整证据链：
3.1. 人颈动脉斑块内膜-中膜标本的病理学分类与分组
通过HE染色成功区分了稳定与不稳定斑块。不稳定斑块（U组）显示出大脂质核、薄纤维帽伴大量炎性细胞浸润、新生血管、斑块溃疡及明显钙化等典型脆弱特征；而稳定斑块（S组）组织结构相对清晰。两组患者的基线特征（如年龄、性别、高血压等）无统计学差异，排除了这些因素对后续分析的干扰。
3.2. S组和U组的代谢组学特征
PCA和OPLS-DA分析结果显示，S组和U组的代谢谱在正、负离子模式下均呈现明显分离趋势，表明两组斑块的整体代谢状态存在根本性差异。分析共鉴定出198种潜在生物标志物，其中磷脂代谢物（尤其是甘油磷脂）的变化最为显著。聚类热图和火山图分析直观显示，U组与S组在脂质代谢、能量代谢和抗氧化应激相关代谢物上存在显著差异，异常磷脂酰胆碱代谢是区分斑块稳定性的核心代谢标志。
3.3. 代谢通路分析
代谢通路富集分析气泡图显示，鞘脂代谢、甘油磷脂代谢、醚脂代谢和色氨酸代谢通路均被显著富集。其中，甘油磷脂代谢通路是连接统计学显著性与网络中心性的最关键通路。这将在分子水平上观察到的众多磷脂分子（如PC、PI、溶血磷脂酸等）的显著变化，提升到了整个代谢通路的层面。
3.4. IPA通路网络功能分析
基于IPA的分析发现，差异代谢物显著富集于多个生物通路，其中就包括未折叠蛋白反应(Unfolded Protein Response)，即内质网应激的核心响应通路。分析特别指出了ERS通路中的核心分子EIF2AK3（即PERK）、DDIT3（即CHOP）和ATF4。这为“脂毒性”诱导ERS提供了计算生物学的证据，提示ERS可能是连接代谢紊乱与斑块不稳定的关键分子枢纽。
3.5. Western Blot
蛋白质水平验证结果显示，与S组相比，U组斑块中内质网应激通路关键蛋白分子GRP78、ATF6、PERK、CHOP和IRE1的表达量均显著升高，差异具有统计学意义。这直接证实了不稳定斑块中ERS通路被激活。
3.6. RT-qPCR
基因表达水平验证与蛋白结果一致。RT-qPCR检测显示，U组中GRP78、ATF6、PERK、CHOP和IRE1的mRNA表达水平均显著高于S组。这从转录水平进一步支持了ERS通路在不稳定斑块中被异常激活的结论。
综合以上所有发现，本研究得出了明确而重要的结论：异常的磷脂酰胆碱代谢能够通过激活内质网应激通路（尤其是PERK/CHOP分支通路），驱动颈动脉斑块向不稳定表型转化。研究首次在人体标本中系统证实了异常PC代谢、ERS激活与颈动脉斑块失稳三者之间的关联机制。
在讨论部分，研究者将他们的发现置于更广阔的学术背景中。他们指出，斑块稳定性受脂核大小、纤维帽厚度、炎性细胞浸润等多种病理特征调控。本研究通过病理学分类、代谢组学分析和分子生物学验证，将观察视角从传统的形态学深入到了分子代谢网络。异常PC代谢破坏了细胞的脂质稳态，这可能是触发ERS的初始信号。而持续激活的ERS，作为“代谢紊乱-炎症-细胞死亡”的关键枢纽，一方面直接上调促凋亡基因，导致斑块内血管内皮细胞和平滑肌细胞（斑块的主要细胞成分）凋亡，削弱纤维帽，使其变薄、易损；另一方面加剧斑块内的细胞炎症反应。最终，这两股力量共同推动动脉粥样硬化斑块向不稳定状态演化。
这项研究的意义深远。在理论上，它首次确立了异常磷脂酰胆碱代谢在颈动脉斑块失稳中的核心调控作用，并将代谢异常与ERS这一重要的细胞应激通路直接联系起来，为理解斑块失稳机制提供了全新的理论视角和分子靶点（PC代谢与PERK/CHOP通路）。在临床转化上，该研究为未来开发针对磷脂酰胆碱代谢或ERS通路的斑块稳定化干预策略（如药物或营养干预）提供了关键的实验依据。此外，研究所筛选出的差异代谢物和关键分子，未来有望成为预测斑块破裂风险的临床生物标志物，实现疾病的早期预警和精准防控。研究者也展望，后续可通过动物模型进一步验证调节PC代谢对斑块稳定性的干预效果，推动这一基础研究发现向临床应用迈进。
