深研院霍玉庆/洪梅课题组在血管细胞代谢调控心脑血管病发病机制方面取得重要进展

近日，北京大学深圳研究生院化学生物学与生物技术学院霍玉庆/洪梅课题组在《自然通讯》（Nature communications）科学杂志在线发表题为“PRKAA1/AMPKα1-driven glycolysis in endothelial cells on atheroprone region protects against atherosclerosis”的研究论文（DOI：10.1038/s41467-018-07132-x），深入阐述了血管内皮细胞代谢分子AMPKα1/PRKAA1所介导的糖酵解在动脉粥样硬化发生发展过程中的重要调控作用，将血管内皮细胞的代谢方式与血管疾病紧密联系起来，为深度探究血管疾病的发病机制提供了极其重要的新视角。

动脉粥样硬化（Atherosclerosis）是一种慢性炎症性血管疾病，由其相关联的心脑血管疾病导致的死亡是多数发展及发达国家的第一致死因素。动脉粥样硬化易发部位内皮损伤和/或剥脱是动脉粥样硬化发展的主要起始因素之一。当内皮功能失调时，修复不及时会引起内皮层的渗漏，导致大量的脂质渗入，以及巨噬细胞侵润，由此启动动脉硬化病理过程。因此，保持内皮细胞的完整性是保护血管功能的第一道屏障。糖酵解是内皮细胞最重要的能量代谢方式。目前认为血管动脉粥样硬化易发区域内皮细胞中的有氧糖酵解增加，是导致炎症和动脉硬化病变的原因。PRKA/AMPK(腺苷-磷酸蛋白激酶)是一种主要的细胞能量传感器和代谢平衡调节器，在体内起着“能量开关”的作用。我们发现选择性敲除内皮细胞PRKAA1/AMPKα1能够减少糖酵解，降低内皮细胞增殖速率，导致血管内皮层的通透性增加，加快形成高血脂小鼠动脉粥样硬化病变。通过腺病毒载体过表达葡萄糖转运体SLC2A1/GLUT1来提高内皮细胞的糖酵解能力，能够缓解由于AMPKα1缺失而下调的糖酵解并增强内皮细胞活性和保护内皮的完整性，进而逆转动脉粥样硬化发展的易感性。

研究结果表明，动脉粥样硬化易发部位内皮细胞的糖酵解可以保护血管免于或减轻血管的动脉粥样硬化的发生发展。因此，内皮细胞的糖酵解在特定环境下是一种保护机制。该研究从细胞代谢角度揭开动脉粥样硬化发病的全新机制，从调节血管细胞代谢进而保护血管，在预防及治疗心脑血管疾病方面为动脉粥样硬化的基础研究及转化医学应用开拓了新的领域。

这项研究是在霍玉庆导师和洪梅导师的指导下，由杨秋华博士以及多位课题组成员合作完成。以上工作得到深圳市科技创新委员会及深圳市孔雀计划项目的资助。