葛均波院士/潘磊团队《CardiovascularResearch》发新成果，Nup35或成心衰治疗新靶点

背景

心力衰竭以心肌肥厚、心肌间质纤维化、心腔重构以及心室顺应性下降为主要特征，随着人口老龄化及肥胖、久坐生活方式以及心脏代谢性疾病负担的增加，其发病率仍在持续上升。然而，心脏病理发生的分子机制仍未得到充分阐明。

核孔蛋白作为核孔复合体的组成部分，参与核-质间物质运输，并在细胞活动及基因转录调控中发挥必不可少的作用。此前的研究表明，核孔蛋白 Nup35在体外培养的心肌细胞中对于维持细胞内pH稳态发挥选择性作用，但心脏Nup35在体内病理性心脏重构中的具体作用迄今尚未报道。

近日，复旦大学附属中山医院葛均波教授团队最新研究首次揭示，Nup35的缺失会显著加速心肌纤维化、肥厚与舒张功能障碍，而恢复Nup35或其下游关键因子Wif1的表达则能够逆转这些病理损伤，为探索心衰发生发展的全新分子通路提供了关键突破。该研究成果发表于心脏知名期刊Cardiovascular Research。

研究结果

1.病理性心脏重构过程中，心肌细胞核孔蛋白Nup35显著下调

在筛查核孔蛋白在心衰过程中的表达变化时，研究团队首先对Ang II 处理的小鼠心脏进行了RNA测序，结果显示Nup35是下降最显著的核孔蛋白（图1A）；随后通过RT-qPCR和免疫印迹进一步证实 Ang II能显著降低心肌中Nup35的表达（图1B、1C）。在TAC压力负荷模型中，研究者同样观察到Nup35的 mRNA和蛋白水平均明显减少（图1D、1E），而免疫共染结果显示Nup35主要定位于心肌细胞核孔区域，并在Ang II刺激后显著下降（图1F）。分析人类扩张型心肌病（DCM）公开数据库进一步发现Nup35在患者心脏中也呈持续下调（图1G、1H）。体外实验中，新生大鼠心肌细胞在Ang II刺激下 Nup35表达随时间呈依赖性下降（图1I），并且使用AT1R拮抗剂缬沙坦能够逆转Ang II导致的Nup35下调（图1J）。综上，多种体内外证据一致表明，Nup35在病理性心脏重构早期即显著下调，提示其可能参与心衰发生发展的关键机制。

图1 心肌细胞核孔蛋白 Nup35 在心脏病理性重构过程中表达降低

2.成年心肌细胞中缺失Nup35会加重血管紧张素II和主动脉缩窄诱导的心肌纤维化及心脏功能障碍

研究团队首先利用AAV9-cTnT-Cre 在 Nup35^flox/flox小鼠中实现心肌细胞特异性敲除（图2A），并验证Nup35的mRNA和蛋白水平均显著下降（图2B、2C）。在 Ang II 刺激条件下，尽管SBP同样升高，但Nup35缺失并不影响血压水平（图2D）。然而超声心动图显示，Ang II 可升高 E/e′，而Nup35缺失会进一步加重这一舒张功能障碍（图2E、2F）。组织学检查进一步证实Nup35缺失明显加重Ang II 诱导的心肌纤维化（图2G），并伴随纤维化相关基因显著上调（图2H），且经qPCR与免疫染色得到验证（图2I、2J）。这些结果表明，成年心肌中缺失Nup35会显著加重Ang II与TAC所致的心肌纤维化、舒张功能障碍和病理性心脏重构。

图2 成年心肌细胞中敲除 Nup35会导致心肌纤维化与心脏功能障碍

3.心脏特异性过表达Nup35可缓解心肌纤维化并改善舒张功能障碍

为了验证Nup35的补充是否能够改善心衰进程，研究团队首先通过AAV9-cTnT-Nup35在小鼠心脏中实现Nup35的有效过表达（图3A），并观察到其可显著提升 Ang II和PBS条件下的Nup35蛋白表达（图3B）及mRNA水平（图3C）。功能分析显示，Nup35过表达明显改善了Ang II诱导的心脏舒张功能障碍（图3D）；组织学检查进一步证实其可显著减轻心肌纤维化（图3E–G），并降低心肌细胞死亡水平（图3H）。这些结果表明，Nup35过表达能够在Ang II诱导的心衰模型中发挥保护作用，改善心肌纤维化与心脏功能障碍。

图3 Nup35 过表达可减轻 Ang II 诱导的病理性心脏重构

4.心肌细胞中过表达Wif1可逆转由Nup35缺失介导的病理性心脏重构

为了验证Nup35缺失所导致的心脏重构是否由Wif1成熟转录本减少引起，研究团队使用AAV9-cTnT-Wif1在Nup35CKO与WT小鼠心肌细胞中过表达Wif1（图6A），并通过qPCR与免疫印迹证实过表达效率（图6B、6C）。Wif1的提升并不影响血压水平，但显著改善了WT小鼠的Ang II诱导型心脏功能障碍（图6D）。在Nup35CKO小鼠中，未过表达Wif1的小鼠表现出进行性舒张功能恶化，而AAV9-cTnT-Wif1则使E/e′降低、心功能得到恢复（图6D）。同时，Wif1过表达显著减轻了两组小鼠的心肌纤维化（图6E、6F）并改善心肌肥厚（图6G）。这些证据表明，心肌特异性过表达Wif1能有效抵消Nup35缺失带来的病理性心脏重构，具有关键保护作用。

图4 心肌细胞中过表达 Wif1 可逆转由 Nup35 缺失介导的病理性心脏重构

结论

本研究系统揭示了Nup35–Wif1通路在调控心脏病理性重构中的关键作用。Nup35 在心肌细胞中受到压力刺激后显著下调，其缺失会加速纤维化、肥厚以及舒张功能障碍；而无论是上调Nup35还是补充其下游关键因子Wif1，都能有效逆转心肌损伤，改善心功能。这些发现不仅填补了核孔蛋白在心衰机制研究中的空白，也为通过调控 mRNA 核输出治疗心衰提供了全新的干预靶点。

专家简介

葛均波

复旦大学附属中山医院（点击查看专家详细简历）

潘磊

复旦大学附属中山医院（点击查看专家详细简历）