海南医科大学联合中国药科大学、南京医科大学2026年4月发表Nature子刊:揭示 VAP1 驱动心脏纤维化的全新机制与心力衰竭干预新靶点
心脏纤维化是病理性心室重构的核心特征，也是心力衰竭发生发展的关键驱动因素，肌成纤维细胞异常活化是其核心病理环节，但其精准调控机制尚未完全阐明，临床仍缺乏有效的靶向干预手段。海南医科大学联合中国药科、南京医科大学，在国际权威期刊《Experimental & Molecular Medicine》发表最新研究成果。该研究首次证实血管黏附蛋白 1（VAP1）是纤维化主控调节因子 MKL1 的直接转录靶标，通过多组学技术、细胞功能实验与细胞特异性基因敲除小鼠模型，系统揭示了 VAP1 通过直接结合 PDGFRβ 并激活其下游促纤维化信号，驱动成纤维细胞 - 肌成纤维细胞转化与心脏纤维化的全新机制。研究同时证实，小分子 VAP1 抑制剂可显著缓解小鼠心脏纤维化、改善心功能，为心力衰竭的靶向治疗提供了全新的理论依据与候选策略。
心力衰竭是全球范围内重大的公共卫生负担，其全因死亡率与恶性肿瘤相当，已成为心血管疾病领域的终末期难题。尽管近年来诊断、预防与介入技术不断进步，受人口老龄化、肥胖与糖尿病全球流行的影响，心力衰竭患病率在过去十年持续攀升，未来仍将保持增长趋势，亟待阐明其核心病理机制，开发新型分层与个性化治疗策略。病理性心室重构是心力衰竭发生发展的核心环节，而弥漫性心肌纤维化是心室重构的关键病理特征。生理状态下的纤维化反应是心肌损伤后维持组织稳态的重要机制，而异常持续的纤维化会破坏心肌解剖与功能完整性，最终诱发心力衰竭。无论病因如何，肌成纤维细胞是心肌纤维化的核心效应细胞，其主要来源于心脏驻留成纤维细胞，而成纤维细胞 - 肌成纤维细胞转化是纤维化进程的核心事件，受复杂的信号网络调控，其中 PDGF/PDGFR 通路是最重要的促纤维化通路之一。血管黏附蛋白 1（VAP1）既往被报道参与肝、肺纤维化进程，但其在心脏纤维化中是否发挥成纤维细胞自主调控作用，及其具体分子机制尚未明确，这也是本研究聚焦解决的核心科学问题。
本研究围绕 “VAP1 是否调控心脏纤维化及其分子机制” 这一核心科学问题，采用 “分子机制 - 细胞功能 - 体内验证 - 转化潜力” 的递进式研究思路，层层递进解析 VAP1 的功能与作用机制。首先，通过转录组学筛选，锁定纤维化主控调节因子 MKL1 的下游差异靶基因 VAP1，并通过 ChIP、双荧光素酶报告基因、基因缺失 / 过表达等实验，验证 MKL1 对 VAP1 的直接转录调控作用，明确二者的上下游调控关系。其次，在人源与鼠源原代心脏成纤维细胞中，通过 siRNA 敲低、腺病毒介导的基因敲除 / 过表达等手段，系统明确 VAP1 对成纤维细胞 - 肌成纤维细胞转化、细胞增殖、迁移与胶原收缩功能的调控作用。随后，分别构建静息成纤维细胞与活化肌成纤维细胞特异性 VAP1 敲除小鼠，结合 TAC 诱导的压力负荷型心脏纤维化模型，在体内验证 VAP1 对心脏纤维化进程与心功能的细胞特异性调控作用。进而，联合转录组学、互作蛋白质组学等多组学手段，筛选并验证 VAP1 的互作蛋白与下游调控通路，阐明其发挥促纤维化作用的分子机制。最后，通过小分子抑制剂开展体外与体内干预实验，验证靶向 VAP1 对心脏纤维化的治疗效果，评估其临床转化潜力。
本研究系统阐明了 VAP1 在心脏纤维化中的关键调控作用与分子机制，取得了多项突破性研究结果。首先，首次证实 VAP1 是 MKL1 的直接转录靶标，MKL1 可通过结合 Vap1 基因启动子区的 CArG 顺式作用元件，直接转录激活 VAP1 的表达，且 TGF-β、Ang II 等促纤维化刺激可显著增强这一调控效应。其次，体外细胞功能实验证实，VAP1 是成纤维细胞 - 肌成纤维细胞转化的关键正向调控因子，敲低 / 敲除 VAP1 可显著抑制促纤维化刺激诱导的肌成纤维细胞标志基因表达，同时减弱成纤维细胞的增殖、迁移与胶原收缩能力，而过表达 VAP1 则显著促进成纤维细胞的活化与异常功能。体内动物实验证实，无论是静息成纤维细胞还是活化的肌成纤维细胞，特异性敲除 VAP1 均可显著缓解 TAC 诱导的小鼠心脏纤维化，改善心脏收缩功能，且该效应独立于对心肌肥厚的调控。机制上，本研究首次发现 VAP1 可通过其 N 端结构域与 PDGFRβ 直接互作，进而促进 PDGFRβ 的磷酸化激活，启动下游 MAPK 促纤维化信号通路。最后，证实小分子 VAP1 抑制剂 PXS-4728A 可显著抑制成纤维细胞活化，缓解小鼠心脏纤维化并改善心功能，为心力衰竭的靶向治疗提供了全新的候选药物方向。
对过表达组成型核定位 MKL1 的原代小鼠心脏成纤维细胞进行 RNA 测序，筛选到 226 个显著差异表达基因，VAP1 是 MKL1 过表达后上调最显著的基因之一；TAC 诱导的心脏纤维化小鼠模型中，肌成纤维细胞特异性 MKL1 敲除小鼠心脏中 VAP1 表达显著降低，MKL1 过表达小鼠则呈现相反结果；体外实验证实，MKL1 缺失可抑制 TGF-β 诱导的成纤维细胞 VAP1 上调，MKL1 过表达则显著增强该效应；机制上，MKL1 可直接结合 Vap1 基因启动子区最远端的 CArG 盒，转录激活 VAP1 表达，TGF-β 处理可显著增强该结合富集效应。
图 2 VAP1 表达调控可改变成纤维细胞向肌成纤维细胞的分化进程人原代心脏成纤维细胞中，敲低 VAP1 可显著抑制 TGF-β 诱导的肌成纤维细胞标志基因上调，同时减弱细胞增殖、迁移与胶原收缩能力；构建 Vap1 条件性敲除小鼠，原代细胞中敲除 VAP1 可重复上述表型，同时抑制 Ang II、ET-1 诱导的成纤维细胞活化；过表达 VAP1 可显著促进 TGF-β 诱导的成纤维细胞活化与功能异常；野生型 VAP1 可挽救 MKL1 缺失导致的成纤维细胞成熟障碍，酶活性失活型 VAP1 无此效应，证实其促纤维化作用依赖自身酶活性。
图 3 静息成纤维细胞中 VAP1 的条件性敲除可减轻小鼠心脏纤维化构建静息成纤维细胞特异性 VAP1 敲除小鼠（Vap1ΔF），通过 TAC 手术构建压力负荷型心脏纤维化模型；Vap1ΔF 小鼠与对照组相比，心脏肥大相关指标无显著差异，证实 VAP1 敲除不影响心肌肥厚进程；组织学染色与羟脯氨酸定量显示，Vap1ΔF 小鼠心肌胶原沉积显著减少，肌成纤维细胞标志基因显著下调，心脏纤维化明显缓解；超声心动图证实，静息成纤维细胞 VAP1 敲除可显著改善 TAC 术后小鼠的左室射血分数（LVEF）和左室短轴缩短率（LVFS），挽救受损心功能。
图 4 活化成纤维细胞（肌成纤维细胞）中 VAP1 的条件性敲除可减轻小鼠心脏纤维化构建活化肌成纤维细胞特异性 VAP1 敲除小鼠（Vap1ΔMF），结合 TAC 模型开展体内实验；Vap1ΔMF 小鼠与对照组相比，各项心脏肥大指标均无显著差异，证实肌成纤维细胞中 VAP1 缺失不调控心肌肥厚；组织学检测、羟脯氨酸定量与基因检测结果显示，Vap1ΔMF 小鼠心脏纤维化程度显著减轻，肌成纤维细胞活化被显著抑制；心功能检测证实，肌成纤维细胞特异性 VAP1 敲除可显著提升 TAC 术后小鼠的 LVEF 与 LVFS，有效改善心脏收缩功能。
图 5 VAP1 通过调控 PDGFR 信号通路介导肌成纤维细胞活化转录组学分析显示，VAP1 缺失导致 936 个基因差异表达，下调基因主要富集于 ECM 合成、细胞增殖及 PDGFR 等促纤维化通路，上调基因主要富集于免疫应答通路；免疫沉淀联合质谱分析鉴定了 TGF-β 诱导下 VAP1 的互作蛋白组，其互作蛋白主要参与胶原合成、成纤维细胞迁移与生长因子响应等过程；结合已发表的心力衰竭蛋白质组数据集，筛选出 16 个在衰竭心脏中上调且与 VAP1 互作增强的蛋白，锁定核心靶点 PDGFRβ；机制验证发现，VAP1 缺失可显著抑制 PDGFRβ 及其下游 MAPK 通路的磷酸化激活；VAP1 通过 N 端结构域（1-396 位氨基酸）与 PDGFRβ 直接互作，且该截短体可完全挽救 VAP1 缺失导致的成纤维细胞活化障碍。
图 6 VAP1 小分子抑制剂可减轻小鼠心脏纤维化体外实验中，VAP1 小分子抑制剂 PXS-4728A 可剂量依赖性抑制 TGF-β 诱导的成纤维细胞活化，减弱细胞增殖、迁移与胶原收缩能力；TAC 术后小鼠给予 PXS-4728A 干预，抑制剂处理对小鼠心脏肥大相关指标无显著影响；组织学与分子生物学检测证实，PXS-4728A 可显著减少小鼠心肌胶原沉积，下调肌成纤维细胞标志基因表达，缓解心脏纤维化；超声心动图结果显示，VAP1 抑制剂干预可显著提升 TAC 术后小鼠的 LVEF 与 LVFS，改善受损的心功能，验证了靶向 VAP1 的临床转化潜力。
本研究首次明确了 VAP1 在心脏纤维化中成纤维细胞自主的调控作用，揭示了 “MKL1-VAP1-PDGFRβ” 这一全新的促纤维化调控轴，填补了成纤维细胞 - 肌成纤维细胞转化调控机制的研究空白，为心肌纤维化与心力衰竭的发病机制提供了新的理论认知。研究通过细胞特异性基因敲除模型，明确了 VAP1 在成纤维细胞中的直接促纤维化作用，排除了既往全基因敲除研究中白细胞浸润等混杂因素的干扰，结论更具严谨性；同时结合多组学技术系统阐明了分子机制，并完成了小分子抑制剂的体内药效验证，为后续临床转化奠定了坚实基础，证实靶向 VAP1 是心力衰竭干预的潜在可行策略。但本研究仍存在一定局限性：其一，研究结论主要基于 TAC 单一压力负荷型动物模型，未能全面覆盖缺血性、糖尿病性等不同病因导致的心脏纤维化与心力衰竭病理过程，后续需补充更多模型验证结论的普适性；其二，尽管使用了人原代心脏成纤维细胞开展体外实验，但其结论在人体疾病中的病理相关性，仍需通过心力衰竭患者的心脏组织标本进一步验证；其三，无法完全排除所用 VAP1 小分子抑制剂的脱靶效应，其临床应用的安全性、最佳给药剂量与长期有效性，仍需进一步的临床试验系统验证。
参考文献
Huang S, Zhao Q, Shao T, Zhu C, Xue Y, Chen N, Zhang Y, Xu H, Kong M, Wang R. VAP1 promotes cardiac fibrosis by enabling PDGFR signaling in myofibroblasts. Exp Mol Med. 2026 Apr 20. doi: 10.1038/s12276-026-01690-7. Epub ahead of print. PMID: 42009953.
10个月宝宝每天需要喝多少奶粉？
