《Clinical and Translational Medicine》：Ninjurin1 in cardiovascular and vascular biology: From molecular mechanisms to therapeutic opportunities
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这篇综述系统阐述了Ninjurin1 (NINJ1) 在心血管疾病 (CVD) 中的核心作用。NINJ1是一种跨膜蛋白，在细胞焦亡 (pyroptosis) 等裂解性细胞死亡中执行质膜破裂 (PMR)，释放损伤相关分子模式 (DAMP) 加剧血管炎症，而其可溶性胞外域 (sNINJ1) 则具有抗炎和抗动脉粥样硬化 (atheroprotective) 作用，形成了独特的生物学悖论。文章深入解析了其结构生物学、细胞类型特异性功能、在动脉粥样硬化 (atherosclerosis)、心肌梗死 (MI)、主动脉瘤等疾病中的作用，并探讨了靶向其寡聚化 (oligomerization) 等新兴治疗策略，为开发抗炎性CVD疗法提供了新靶点。
Ninjurin1在心血管和血管生物学中的核心角色
Ninjurin1 (NINJ1) 最初在1996年被鉴定为一种神经损伤诱导的粘附分子，但其在心血管病理生理学中的关键作用近年来才被揭示。这篇综述旨在全面整合来自结构、分子、细胞和体内研究的证据，阐明NINJ1在心血管疾病中的复杂功能，并评估其作为治疗靶点的潜力。
1. 引言
心血管疾病是全球主要的死亡原因，其中炎症是关键的致病因素。NINJ1作为一种16-kDa的跨膜蛋白，位于血管生物学、炎症和程序性细胞死亡的交叉点。它与心血管疾病存在临床关联，例如在人类动脉粥样硬化斑块中表达升高，其血浆水平与心房颤动患者的血栓栓塞风险相关。值得注意的是，NINJ1展现出一种根本的生物学悖论：膜结合形式的NINJ1介导促炎症的质膜破裂，而其可溶性胞外域 (sNINJ1) 则发挥抗炎和保护作用。
2. NINJ1的结构生物学与分子机制
2.1 蛋白质结构与拓扑结构
NINJ1由152个氨基酸组成，分子量约16 kDa。最新的冷冻电镜 (cryo-EM) 结构分析修正了其膜拓扑模型。在其自抑制的二聚体形式中，N端位于细胞内，两个跨膜螺旋 (TM1和TM2) 以反平行方向跨越质膜。这种自抑制状态通过广泛的面对面相互作用来稳定，将两亲性螺旋α1和α2隔离，防止其过早的膜插入和寡聚化。当被细胞死亡信号激活时，NINJ1发生剧烈的构象转变，从自抑制二聚体转变为活性聚合物丝状结构，其两亲性螺旋插入脂质双层，为执行质膜破裂做好准备。
2.2 寡聚化与质膜破裂的机制
NINJ1介导质膜破裂的发现是细胞死亡生物学的重要进展。在焦亡、坏死性凋亡 (necroptosis)、铁死亡 (ferroptosis) 等刺激下，NINJ1被激活并寡聚化成高级结构。关于其如何执行质膜破裂，存在几种机制模型，包括“膜边缘封端”模型和“饼干切割”模型。重要的是，NINJ1介导的膜破坏与Gasdermin D (GSDMD) 的孔道形成有根本区别：GSDMD形成选择性孔道允许特定细胞因子释放，而NINJ1的激活导致非选择性的、灾难性的质膜完全破裂，释放所有细胞内含物。
NINJ1的激活可由生化信号（如钙离子内流、活性氧积累）或物理信号（如膜机械张力）触发。后者在心血管系统中尤为重要，因为高血压、动脉粥样硬化斑块剪切力异常、动脉瘤壁张力增加等病理机械力可能直接引发NINJ1激活，从而将血流动力学应力与炎症性细胞死亡联系起来。
2.3 NINJ1活性的调控
NINJ1的活性受到多层面调控。在转录水平，缺氧、炎症细胞因子等应激条件可上调其表达。翻译后修饰如N-连接糖基化可能调控其功能，尽管其确切位点与最新结构模型存在需要厘清的矛盾。最重要的调控之一是基质金属蛋白酶9 (MMP-9) 的蛋白水解切割。MMP-9在Leu56和Leu57之间切割膜结合NINJ1，产生可溶性片段sNINJ1。sNINJ1具有与全长NINJ1截然不同的功能，它能抑制巨噬细胞活化，减弱单核-内皮相互作用，发挥强大的抗动脉粥样硬化作用。这揭示了NINJ1功能二重性的分子基础：促炎的膜形式 vs. 抗炎的可溶形式。
2.4 细胞死亡通路与NINJ1
NINJ1是多种裂解性细胞死亡通路的汇聚点，但其必要性因通路和细胞类型而异。在焦亡中，NINJ1的作用最为明确，是GSDMD孔道形成下游执行最终质膜破裂所必需的。在坏死性凋亡中，其作用具有背景依赖性，在某些细胞中MLKL自身足以导致裂解。在凋亡细胞未能被及时清除而发生继发性坏死时，NINJ1也介导了膜破裂。在铁死亡中的作用则存在争议。此外，近期发现的SIGLEC12是另一个独立于NINJ1的质膜破裂执行蛋白，提示细胞拥有备份的膜破裂机制。
2.5 调和N-NAM悖论：N端在细胞内的粘附功能
NINJ1的N端粘附基序 (N-NAM) historically被报道介导细胞间粘附。然而，最新结构显示N端（含N-NAM）位于细胞内，这构成了一个拓扑悖论。最合理的解释是，具有粘附、趋化和抗炎活性的实际上是MMP-9切割产生的sNINJ1。一旦N端胞外域被切割并释放，N-NAM基序就从膜拓扑限制中解放出来，可以进行细胞外相互作用。这巧妙地调和了其双重功能：膜结合形式执行促炎性质膜破裂，而切割后的可溶形式介导抗炎信号。
3. NINJ1在血管细胞生物学中的作用
3.1 内皮细胞与血管稳态
内皮细胞是血液与组织之间的关键界面。在健康内皮下，NINJ1可能通过其粘附特性参与维持屏障功能。在病理条件下，NINJ1表达上调，功能转向促进炎症。研究表明，NINJ1通过激活核因子κB (NF-κB)/CXCL-8信号轴驱动动脉粥样硬化进展。CXCL-8可招募中性粒细胞并促进中性粒细胞胞外诱捕网 (NET) 形成，加剧内皮损伤和斑块不稳定性。
4. NINJ1在心血管疾病中的病理作用
综述详细探讨了NINJ1在多种心血管疾病中的具体作用。在动脉粥样硬化中，斑块内巨噬细胞和泡沫细胞高表达NINJ1，其介导的细胞死亡和DAMP释放加剧局部炎症，促进斑块进展和不稳定。NINJ1缺失或药理学抑制在动脉粥样硬化小鼠模型中显示出保护作用。在心肌缺血/再灌注损伤中，NINJ1介导的心肌细胞死亡加重了心肌损伤和炎症，靶向NINJ1可减少梗死面积并改善心功能。在主动脉瘤中，升高的壁张力和炎症环境可能激活NINJ1，形成导致进行性动脉壁弱化的恶性循环。此外，NINJ1在糖尿病血管并发症、心力衰竭等疾病中也扮演着角色。
5. 治疗机遇与未来方向
鉴于NINJ1在心血管炎症中的核心地位，靶向NINJ1代表了有前景的治疗策略。主要方向包括：1) 开发抑制NINJ1寡聚化的小分子或抗体，以阻止其执行质膜破裂。例如，抗体D1通过结合C端来空间阻碍丝状组装。2) 利用sNINJ1模拟肽，模拟其抗炎和动脉保护作用。3) 开发稳定NINJ1自抑制二聚体构象的化合物，防止其激活。已发现的化合物如muscimol和甘氨酸 (glycine) 在临床前模型中显示出潜力。
总之，NINJ1是心血管炎症的一个关键且易于干预的介质。其通过膜形式促进炎症和通过可溶形式限制炎症的双重作用，为治疗干预提供了互补的途径。针对NINJ1的治疗策略有望为炎症性心血管疾病提供新的治疗方案，值得进一步的转化研究。未来的研究需要深入探索其在不同心血管细胞类型中的精确调控机制，验证其在大型动物模型和人类疾病中的治疗价值，并推动相关疗法向临床应用迈进。
