《Respir Res》南京医科大学南京市第一医院发现ANXA2 Cys133位点S-亚硝基化抑制WNT/β-catenin通路改善肺动脉高压
肺动脉高压的发生发展与肺动脉平滑肌细胞的异常增殖和迁移密切相关,导致肺血管重构和右心功能障碍。尽管现有治疗手段有所进展,但患者长期预后仍不理想,亟需深入阐明关键分子机制以寻找新的干预靶点。
3月18日,南京医科大学南京市第一医院Zhang Hang通讯在Respiratory Research发表论文S-nitrosylation of Annexin A2 at Cys133 ameliorates pulmonary arterial hypertension by inhibiting the WNT/β-catenin pathway。
该研究观察到肺动脉高压大鼠来源的肺动脉平滑肌细胞中ANXA2蛋白表达水平升高。敲除ANXA2显著抑制了这些细胞的过度增殖和迁移能力。在实验性肺动脉高压模型中,应用ANXA2抑制剂或在平滑肌细胞中条件性敲除ANXA2,均能明显减轻肺血管重构并改善右心室功能。
进一步实验显示,在缺氧条件下,一氧化氮供体S-亚硝基谷胱甘肽介导了ANXA2在Cys133位点的S-亚硝基化修饰。这种SNO-Cys133修饰通过调控ANXA2的亚细胞定位,抑制其向细胞膜和细胞核的转位,从而缓解缺氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖和迁移。作者发现,SNO-Cys133修饰还能抑制ANXA2在Tyr24位点的磷酸化,进而阻断ANXA2与GSK3β的相互作用,促进β-catenin的降解,最终抑制WNT/β-catenin信号通路的激活,降低下游c-Myc的表达。
在体内实验中,Cys133位点突变的小鼠在接受GSNO治疗后,其肺动脉高压相关指标如右心室收缩压、肺血管中膜厚度、肌化程度以及右心室肥厚均未能得到有效改善,与野生型小鼠接受GSNO治疗的效果形成鲜明对比。这些结果表明,ANXA2 Cys133位点的S-亚硝基化是GSNO发挥保护作用的关键环节,其缺失会削弱GSNO对肺血管重构和右心功能的改善效果。
从机制上讲,ANXA2通过膜和核转位促进肺动脉平滑肌细胞的病理改变,而SNO-Cys133修饰逆转了这一过程,同时阻断了ANXA2对WNT通路的正向调控。敲除ANXA2后,RNA测序结合KEGG富集分析提示WNT信号通路受到显著影响,后续验证实验确认ANXA2敲除增强了GSK3β与β-catenin的结合,加速了β-catenin的降解。Cys133突变则逆转了GSNO对β-catenin和c-Myc蛋白水平的抑制作用,而同时突变Tyr24位点可进一步强化这一抑制效应,证实Tyr24磷酸化是ANXA2激活WNT通路的重要中间环节。
该研究还通过多种功能学实验验证了上述机制。在体外,Cys133突变体转染的肺动脉平滑肌细胞在缺氧加GSNO处理下,伪足形成增加,Transwell迁移、划痕愈合和EdU增殖实验均显示细胞行为学改变未能被GSNO逆转。在体内,条件性敲除或药理学抑制ANXA2均能降低右心室收缩压,减轻远端肺小动脉重构。这些发现共同提示,靶向ANXA2 Cys133位点的S-亚硝基化修饰可能成为干预肺动脉高压的新策略,有助于缓解肺血管重构并保护右心功能。
总体而言,该研究揭示了ANXA2在肺动脉高压发病中的关键作用,并首次报道了其Cys133位点S-亚硝基化通过抑制自身Tyr24磷酸化、阻断WNT/β-catenin通路进而改善疾病进程的具体机制。为开发基于一氧化氮信号或ANXA2修饰的肺动脉高压治疗药物提供了重要理论依据。