肠道微生物群产生的三甲胺N-氧化物通过tRF-Glu–ANT1–GSDMD轴促进心肌细胞焦亡和心脏损伤

《Cellular & Molecular Biology Letters》：Gut microbiota-derived trimethylamine N-oxide contributes to cardiomyocyte pyroptosis and cardiac injury via the tRF-Glu–ANT1–GSDMD axis

本研究探讨肠道菌群代谢物TMAO通过tRF-Glu-ANT1-GSDMD通路促进心肌梗死后的心肌细胞焦亡机制。通过高胆碱饮食小鼠模型，发现tRF-Glu通过抑制ANT1泛素化稳定其表达，进而激活GSDMD通路，导致mtDNA释放和心脏重塑加速。

　　

摘要

目的

最近的研究表明，肠道微生物群通过调节免疫炎症、氧化应激和代谢来阻止心肌梗死（MI）的进展。然而，肠道来源的三甲胺-N-氧化物（TMAO）在心肌梗死后促进心肌细胞焦亡的机制仍不清楚。

方法和结果

我们发现，高胆碱饮食会通过破坏肠道屏障加剧小鼠的心脏损伤。在高胆碱条件下，由tRF和tiRNAs（tsRNAs）衍生的tRF-1:31-Glu-TTC-2（tRF-Glu）的表达水平升高，这是干预心肌细胞焦亡的关键靶点。敲低tRF-Glu显著改善了TMAO引起的心肌纤维化和心脏功能恶化。从机制上讲，tRF-Glu直接结合线粒体内膜蛋白ANT1，并通过抑制泛素化来稳定其表达。敲低心肌细胞中的ANT1显著抑制了TMAO诱导的心肌细胞线粒体活性氧的产生，恢复了心肌细胞膜电位，并减少了线粒体DNA（mtDNA）的泄漏。

结论

我们的研究发现，tRF-Glu在TMAO诱导下抑制ANT1的泛素化，进而激活gasdermin D（GSDMD）和mtDNA的释放，加速心脏重塑。总之，我们的研究为肠道微生物代谢物驱动的tRF-Glu–ANT1–GSDMD通路在阻止心肌细胞焦亡和心脏损伤中的作用提供了新的见解。

图形摘要