FLRT2通过抑制USP22介导的ABCA1去泛素化促进泡沫细胞形成及动脉粥样硬化

《Acta Pharmacologica Sinica》：FLRT2 promotes foam cell formation and atherosclerosis by inhibiting USP22-mediated ABCA1 deubiquitination

　　

动脉粥样硬化是一种以动脉壁内泡沫细胞蓄积为特征的慢性炎症性疾病。尽管相关研究已取得显著进展，但调控泡沫细胞形成的分子机制尚未完全阐明。研究人员鉴定出纤连蛋白亮氨酸富集跨膜蛋白2（fibronectin leucine-rich transmembrane protein 2, FLRT2）是巨噬细胞驱动动脉粥样硬化发生的一个此前未被识别的调控因子，其作用通过促进泡沫细胞形成实现。研究发现，FLRT2在小鼠和人类动脉粥样硬化斑块的巨噬细胞中均显著高表达。功能实验显示，腺病毒介导的FLRT2过表达加重载脂蛋白E基因敲除（Apoe?/?）小鼠的动脉粥样硬化病变进展，而巨噬细胞特异性Flrt2缺失则在腺相关病毒8型（AAV8）-前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）注射模型和Apoe?/?动脉粥样硬化模型中均显著降低斑块负荷。机制层面，Flrt2缺失可减轻局部炎症反应，表现为腹腔和骨髓中促炎性Ly6Chi单核细胞比例降低，脾脏中M1型巨噬细胞数量减少。此外，FLRT2通过在转录后水平抑制胆固醇外流转运蛋白ATP结合盒转运体A1（ATP-binding cassette transporter A1, ABCA1）促进泡沫细胞形成。研究人员证实，FLRT2通过抑制泛素特异性蛋白酶22（ubiquitin-specific protease 22, USP22）介导的去泛素化，增强ABCA1的泛素-蛋白酶体降解。综上，该研究结果明确FLRT2是巨噬细胞脂质代谢和炎症的关键调控因子，揭示了一条促进泡沫细胞形成并加速动脉粥样硬化的新型FLRT2–USP22–ABCA1轴，因此靶向FLRT2可能成为动脉粥样硬化性心血管疾病极具前景的治疗策略。

该研究由研究人员发表于《Acta Pharmacologica Sinica》，针对动脉粥样硬化发病机制中泡沫细胞形成的分子调控网络展开探索。动脉粥样硬化是缺血性心血管疾病的病理基础，其核心环节是巨噬细胞摄取氧化低密度脂蛋白转化为泡沫细胞，但这一过程的关键调控因子尚未被完全解析。既往研究显示FLRT2参与发育、肿瘤及血管生物学过程，但其在动脉粥样硬化中的作用未知，且单细胞测序提示其可能在巨噬细胞脂质代谢中发挥作用，这构成了本研究的立项依据。研究人员旨在通过阐明FLRT2在巨噬细胞脂质稳态和动脉粥样硬化中的功能及机制，寻找潜在治疗靶点。

研究采用的核心技术方法包括：人类正常动脉与动脉粥样硬化斑块尸检样本分析；三种独立小鼠模型构建——腺病毒介导的全身FLRT2过表达联合高脂饮食喂养的Apoe^?/?模型、AAV8-PCSK9注射联合高脂饮食喂养的巨噬细胞特异性Flrt2敲除（Flrt2^Mac-KO）模型、高脂饮食喂养的Apoe^?/?背景Flrt2^Mac-KO模型；流式细胞术分析免疫细胞亚群；免疫荧光染色检测组织蛋白表达与定位；蛋白质印迹分析蛋白表达水平；油红O染色评估脂质蓄积；环己酰亚胺追踪实验、蛋白酶体/溶酶体抑制剂处理及免疫共沉淀技术分析蛋白质稳定性与相互作用；生物信息学预测与分子对接验证蛋白互作。

研究结果如下：

FLRT2在动脉粥样硬化发生过程中于巨噬细胞中上调。研究人员通过整合5个独立数据集发现氧化低密度脂蛋白处理的单核/巨噬细胞共有上调基因为FLRT2；单细胞测序显示Ldlr^?/?小鼠斑块巨噬细胞随时间推移Flrt2表达升高；人及小鼠斑块免疫荧光证实FLRT2与巨噬细胞标志物CD68共定位且信号增强；体外实验显示氧化低密度脂蛋白处理及高脂饮食喂养均上调原代巨噬细胞中FLRT2蛋白水平。

FLRT2过表达加重Apoe^?/?小鼠动脉粥样硬化。尾静脉注射过表达人FLRT2的腺病毒并予8周高脂饮食后，主动脉整体油红O染色及主动脉根部病理切片显示病变面积显著增大，斑块内巨噬细胞浸润增加，同时血浆总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平升高。

巨噬细胞特异性Flrt2缺失减轻AAV8-PCSK9注射小鼠动脉粥样硬化。在AAV8-PCSK9诱导的动脉粥样硬化模型中，Flrt2^Mac-KO小鼠的主动脉弓病变、整体主动脉及根部斑块面积均较对照组减小，斑块内巨噬细胞浸润减少，且不影响胶原含量与血管平滑肌细胞分布。

巨噬细胞特异性Flrt2缺失抑制Apoe^?/?小鼠动脉粥样硬化。在Apoe^?/?背景下构建的Flrt2^Mac-KO小鼠经8周高脂饮食喂养后，主动脉病变面积与斑块负荷显著降低，巨噬细胞浸润减少，血管平滑肌细胞与胶原含量无变化，且全身代谢参数无差异。

巨噬细胞特异性Flrt2缺失改善小鼠炎症状态。流式分析显示Flrt2^Mac-KO小鼠腹腔与骨髓中促炎性Ly6C^hi单核细胞比例下降，脾脏中M1型巨噬细胞减少，斑块内白细胞介素-1β表达降低，但血浆炎症因子谱无显著改变；体外脂多糖刺激实验证实Flrt2缺失抑制M1标志物诱导型一氧化氮合酶表达。

FLRT2通过抑制ABCA1表达促进泡沫细胞形成。过表达FLRT2显著增加氧化低密度脂蛋白诱导的原代巨噬细胞脂质蓄积，而沉默FLRT2则减少脂质沉积；机制上FLRT2下调ABCA1蛋白水平但不影响其mRNA表达，且对其他胆固醇转运蛋白及清道夫受体无影响。

FLRT2通过抑制USP22介导的ABCA1去泛素化促进其降解。蛋白质稳定性实验显示FLRT2加速ABCA1降解，且该过程可被蛋白酶体抑制剂MG-132阻断；生物信息学与质谱分析鉴定出去泛素化酶USP22为FLRT2互作蛋白，分子对接与免疫荧光证实二者存在相互作用；功能实验显示沉默USP22可逆转FLRT2缺失引起的ABCA1上调及脂质蓄积减少；进一步研究证实FLRT2不改变USP22蛋白丰度，但干扰USP22与ABCA1的结合，从而促进ABCA1泛素化及降解。

讨论与结论部分指出，本研究首次揭示巨噬细胞FLRT2是动脉粥样硬化的新型调控因子。FLRT2在斑块巨噬细胞中高表达，其过表达加重病变，而巨噬细胞特异性缺失则显著减轻动脉粥样硬化，这一效应独立于全身代谢参数变化，体现细胞自主调控作用。机制上，FLRT2通过与USP22相互作用，阻碍USP22对ABCA1的去泛素化修饰，导致ABCA1经泛素-蛋白酶体途径降解，抑制胆固醇外流，促进泡沫细胞形成。该研究定义的FLRT2–USP22–ABCA1轴为理解巨噬细胞脂质稳态提供了新视角，表明靶向FLRT2是防治动脉粥样硬化性心血管疾病的潜在策略。