研究标题：CYSLTR2和P2RY6感知神经酰胺加重动脉粥样硬化

发表期刊：Nature

影响因子：5.05

客户单位：北京大学

提供服务：定量脂质组学

研究背景

动脉粥样硬化（Atherosclerosis）是心血管疾病（Cardiovascular Disease, CVD）的主要诱因，占心血管病理的约60%。它是心肌梗死和中风的主要原因。近年来，研究发现循环神经酰胺可作为独立于胆固醇水平的心血管事件预测标志物，特别是长链神经酰胺如C16:0、C18:0和C24:1。然而，神经酰胺通过跨膜受体介导的信号传导驱动动脉粥样硬化进展的具体分子机制仍是当前研究的一大挑战。

研究思路

本研究旨在探讨循环长链神经酰胺是否通过激活膜G蛋白偶联受体（G Protein-coupled Receptors, GPCR）来加剧动脉粥样硬化。通过结合G蛋白信号的定量分析、生物信息学对GPCRs表达的筛选，及NLRP3炎性小体激活的功能检测，结果显示CYSLTR2和P2RY6是C16:0神经酰胺诱导炎症体激活的潜在内源性受体，存在于内皮细胞和巨噬细胞中。研究发现，抑制CYSLTR2/P2RY6可以减轻神经酰胺诱导的动脉粥样硬化。

主要结果

1. 神经酰胺受体的鉴定

本研究首先建立小鼠动脉粥样硬化模型，发现外源性C16:0神经酰胺显著增加AAV-PCSK9+HFD处理的小鼠动脉粥样硬化程度。这种效应通过caspase-1敲除、IL-1β中和抗体或IL-1受体拮抗剂减弱。体外实验表明，C16:0神经酰胺显著以浓度依赖性上调内皮细胞和巨噬细胞中的IL-1β产生。研究进一步探讨神经酰胺是否可以通过GPCRs激活NLRP3炎症小体，发现膜受体偶联Gq可能在此过程中起到媒介作用。

2. 神经酰胺体内激活CYSLTR2和P2RY6

采用生物信息学方法鉴定C16:0神经酰胺受体，从GproteinDb数据库筛选出在内皮细胞和巨噬细胞共同表达的59个Gq偶联GPCRs。研究发现，C16:0神经酰胺通过激活P2RY6和CYSLTR2的Gq信号传导来介导其作用。

3. 神经酰胺-CYSLTR2/P2RY6在动脉粥样硬化中的作用

本研究继续探讨CYSLTR2和P2RY6是否介导神经酰胺加重动脉粥样硬化的过程。通过基因敲除和药理学手段抑制CYSLTR2或P2RY6，发现显著减轻高脂饮食或慢性肾病（CKD）引起的动脉粥样硬化，而不影响胆固醇或神经酰胺水平。

4. CYSLTR2和P2RY6在CKD-动脉粥样硬化中的作用

本研究构建CKD小鼠模型，发现CKD小鼠血浆中神经酰胺水平升高。与预期一致，CKD患者中神经酰胺水平的升高与冠状动脉疾病的严重程度呈正相关。基因敲除或药理学抑制CYSLTR2和P2RY6显著减轻CKD小鼠的动脉粥样硬化，提示神经酰胺可作为潜在标志物以识别CKD患者的心血管事件风险。

5. 神经酰胺-CYSLTR2-Gq复合物的结构

通过单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）技术解析了神经酰胺与CYSLTR2结合的结构机制，揭示了受体如何识别不同类型的神经酰胺。

研究小结

本研究聚焦于循环神经酰胺在动脉粥样硬化中的作用机制，结果表明神经酰胺直接结合CYSLTR2和P2RY6，激活Gq信号传导和炎症体通路，导致动脉粥样硬化加重。抑制这两个受体可能成为新疗法，以应对动脉粥样硬化问题，为患者带来新的希望，特别是在慢性肾病患者中，血浆神经酰胺水平与冠状动脉疾病的严重程度正相关。此研究为医学界探索脂质残余风险提供了新的研究方向，PG电子期待在未来能够借助这一发现开发出新的治疗策略，改善患者的健康状况。