感知神经酰胺的CYSLTR2与P2RY6进一步加重动脉粥样硬化

研究背景

动脉粥样硬化是心血管疾病（CVD）的重要病因，占心血管疾病病理的60%，是导致心肌梗死和中风的主要原因。近期的研究表明，循环中的神经酰胺可以作为独立于胆固醇水平的心血管事件预测标志物，尤其是长链神经酰胺（如C16:0、C18:0和C24:1）。然而，神经酰胺通过跨膜受体介导信号转导，推动动脉粥样硬化进展的具体分子机制仍是重要的科学挑战。

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上G蛋白偶联受体（GPCR）来加剧动脉粥样硬化。通过G蛋白信号定量分析、GPCRs表达的生物信息学研究，以及NLRP3炎性小体激活的功能检测，我们系统筛选，发现CYSLTR2和P2RY6是C16:0神经酰胺诱导炎症体激活的关键内源性受体，存在于内皮细胞和巨噬细胞中。

研究显示，通过遗传或药物手段抑制CYSLTR2/P2RY6可以减轻神经酰胺引发的动脉粥样硬化。此外，我们还发现神经酰胺水平的升高与各类肾功能损害患者的冠状动脉疾病严重程度呈正相关。本研究揭示了神经酰胺诱导CYSLTR2激活及其非传统机制，并阐明长链神经酰胺通过直接结合CYSLTR2和P2RY6启动Gq和炎症信号传导的结构及分子机制，这为治疗动脉粥样硬化相关疾病提供了新的潜力。

主要结果

1. 神经酰胺受体的鉴定

研究首先建立小鼠动脉粥样硬化模型，发现外源性C16:0神经酰胺显著增加了高脂饮食鼠标的动脉粥样硬化程度。通过抑制caspase-1、IL-1β中和抗体或IL-1受体拮抗剂，发现这种作用得到减弱。此外，体外实验显示C16:0神经酰胺以浓度依赖的方式显著上调内皮细胞和巨噬细胞中IL-1β的产生。

2. 神经酰胺在体内激活CYSLTR2与P2RY6

研究采用生物信息学方法鉴定C16:0神经酰胺的受体。从GproteinDb数据库筛选了122个Gq偶联GPCR，最终确定59个在内皮细胞与巨噬细胞中共同表达的GPCRs。通过Gαq-Gβγ解离测定，发现C16:0神经酰胺可以激活P2RY6与CYSLTR2的Gq信号通路。

3. CYSLTR2与P2RY6在动脉粥样硬化中的作用

研究进一步探讨了CYSLTR2和P2RY6是否介导神经酰胺加重动脉粥样硬化。通过基因敲除以及对CYSLTR2或P2RY6的药理学抑制，发现可以显著减轻高脂饮食或慢性肾病（CKD）加重的动脉粥样硬化，同时不影响胆固醇或神经酰胺水平，证明两者共同介导神经酰胺诱导的动脉粥样硬化。

4. CKD患者中CYSLTR2与P2RY6的作用

研究表明，慢性肾病患者的心血管事件发生率显著增加。我们发现CKD小鼠血浆中神经酰胺水平上升，与CAD严重程度正相关。对CYSLTR2和P2RY6的基因敲除或药理学抑制，显著减轻CKD小鼠的动脉粥样硬化斑块形成，暗示神经酰胺可作为CKD患者动脉粥样硬化的潜在诊断标志。

5. 神经酰胺-CYSLTR2-Gq复合物的结构解析

本研究通过单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）解析了神经酰胺与CYSLTR2结合的结构机制，获得的解构图显示神经酰胺结合在CYSLTR2的特殊通道状配体结合口袋中，从而揭示了CYSLTR2特异性识别不同类型神经酰胺的机制。

研究总结

本研究深入探讨了循环神经酰胺在动脉粥样硬化中的作用机制，发现神经酰胺通过直接结合CYSLTR2和P2RY6激活Gq信号通路及炎症小体途径，从而加重动脉粥样硬化。抑制这两个受体可显著减轻动脉粥样硬化，而在CKD患者中，血浆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。针对这一机制的干预为改善CKD所致的动脉粥样硬化提供了新的希望。通过对神经酰胺-CYSLTR2-Gq复合物结构的解析，研究为脂质残余风险的解决开辟了新方向，未来可能成为攻击动脉粥样硬化的关键策略之一，带给患者新希望。

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