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Advanced Science | ATF3缺乏加剧衰老诱导的动脉粥样硬化机制与治疗新策略
吉满生物
2025-09-03

文献解析

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华中科技大学同济医院团队2025年7月在《Advanced Science》期刊发表了一项揭示ATF3基因缺陷如何加剧老龄化相关动脉粥样硬化的重要研究,为心血管疾病的防治提供了新的潜在靶点。


动脉粥样硬化

随着全球人口老龄化加剧,年龄相关性疾病特别是动脉粥样硬化的负担日益加重。


动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病,是全球心血管疾病死亡的主要原因,其发病率和严重程度随年龄增长显著上升。其特征是动脉壁内脂质、免疫细胞和细胞外基质的异常积聚。


ATF3


ATF3(Activating Transcription Factor 3)属于ATF/cAMP反应元件结合(CREB)蛋白家族的重要转录因子之一3。


它作为一种适应性反应基因,在调节细胞应激反应中发挥核心作用。此前研究表明,ATF3在心血管与代谢性疾病中具有多种功能,包括调节炎症反应、细胞凋亡、氧化应激和内质网应激等病理生理过程。然而,ATF3在动脉粥样硬化中的作用存在争议,其具体机制尚不清晰。


研究设计与方法


研究者首先利用单细胞RNA测序技术对人动脉粥样硬化性颈动脉进行分析,并通过免疫荧光验证,发现ATF3在VSMC衰老中起着核心作用。


为了深入探究ATF3在VSMC衰老和动脉粥样硬化中的作用机制,研究者构建了SMC特异性ATF3敲除小鼠模型,并采用CUT&Tag-seq、RNA/蛋白质相互作用测定以及m6A表观转录组学分析等多组学方法,揭示了ATF3在VSMC中的功能和调控机制。


此外,为了将基础研究发现转化为临床应用,研究者还进行了高通量虚拟筛选,寻找能够靶向ATF3的化合物,并对筛选出的化合物进行了功能验证。


项目研究


ATF3缺失加剧动脉粥样硬化


为了探究ATF3在动脉粥样硬化中的作用,研究者构建了SMC特异性ATF3敲除小鼠模型。这些小鼠在正常饮食和衰老诱导的条件下,表现出加速的动脉粥样硬化进程。具体表现为动脉壁内脂质沉积、纤维组织增生和钙化更加明显,血管壁增厚、变硬,管腔狭窄的程度显著高于对照组。这一结果表明,VSMC中的ATF3缺失会加速衰老诱导的动脉粥样硬化进程,主要是通过促进VSMC的衰老来实现的。


图片

图1  动脉粥样硬化(AS)中的血管平滑肌细胞(VSMCs)

同时表现出衰老迹象和ATF3含量下降


ATF3激活自噬


研究者采用CUT&Tag-seq、RNA/蛋白质相互作用测定以及m6A表观转录组学分析等多组学方法,研究ATF3在VSMC中的作用。结果表明ATF3能够激活ATG7,触发自噬过程。而细胞质中的ATG7又能增强ATF3的核转位,从而建立一个正反馈回路。


图片

图2  ATG7促进ATF3向细胞核的转运


衰老影响ATF3 mRNA稳定性


研究者通过m6A表观转录组学分析,研究衰老对ATF3 mRNA稳定性的影响。实验证明随着衰老过程的加剧,m6A甲基化水平上升,导致Atf3 mRNA稳定性下降。


图片

图3  Terazosin(TZ)通过 ATF3 改善 SAMP8

小鼠的年龄相关表型


特拉唑嗪通过调控ATF3发挥抗衰老的作用


研究者通过高通量虚拟筛选,寻找能够靶向ATF3的化合物,并对筛选出的化合物进行了功能验证。药物特拉唑嗪(Terazosin,TZ)能够减少YTH N6-甲基腺苷RNA结合蛋白F2(YTHDF2)与Atf3 mRNA之间的相互作用,从而有助于维持Atf3 mRNA的稳定性。TZ作为一种潜在的治疗策略,有望延缓VSMC的衰老并预防动脉粥样硬化。


图片

图4  TZ在ApoE-/-小鼠中改善与年龄相关的表型


研究结论


血管平滑肌细胞中的ATF3缺失会加速衰老诱导的动脉粥样硬化进程,主要是通过促进细胞衰老来实现的。


多组学研究显示,ATF3能够激活ATG7,触发自噬过程。随着衰老过程的加剧,m6A甲基化水平上升,导致Atf3 mRNA稳定性下降。药物特拉唑嗪能够维持Atf3 mRNA的稳定性。


特拉唑嗪作为一种潜在的治疗策略,有望延缓平滑肌细胞的衰老并预防动脉粥样硬化。ATF3通过协调自噬来保护平滑肌细胞免受衰老的影响,而特拉唑嗪通过稳定ATF3提供了一种可转化的方法来对抗衰老驱动的心血管疾病。


吉满助力


本研究中所用的的ATG7启动子报告基因质粒和转染试剂HG transgene reagent均由吉满生物(Genomeditech)提供。

了解更多质粒构建,病毒包装,稳转株构建,敲除细胞株,报告基因检测等相关服务。欢迎访问吉满生物官网:www.genomeditech.com

免费咨询电话:400-627-9288


原文引用

“The ATG7 gene promoter region, including mutant and wild-type sequences, was cloned into the PGL3-basic vector (Genomeditech, Shanghai, China). See Table S10 for specific sequences. HEK-293T cells were transfected with the constructed vectors using an HG transgene reagent (Genomeditech). Renilla Luciferase-Thymidine Kinase (pRL-TK, TK) was co-transfected into cells as a transfection control.”


文献原文


https://doi.org/10.1002/advs.202502249

文章来源:课题组供稿


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Advanced Science | ATF3缺乏加剧衰老诱导的动脉粥样硬化机制与治疗新策略
吉满生物
2025-09-03

文献解析

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华中科技大学同济医院团队2025年7月在《Advanced Science》期刊发表了一项揭示ATF3基因缺陷如何加剧老龄化相关动脉粥样硬化的重要研究,为心血管疾病的防治提供了新的潜在靶点。


动脉粥样硬化

随着全球人口老龄化加剧,年龄相关性疾病特别是动脉粥样硬化的负担日益加重。


动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病,是全球心血管疾病死亡的主要原因,其发病率和严重程度随年龄增长显著上升。其特征是动脉壁内脂质、免疫细胞和细胞外基质的异常积聚。


ATF3


ATF3(Activating Transcription Factor 3)属于ATF/cAMP反应元件结合(CREB)蛋白家族的重要转录因子之一3。


它作为一种适应性反应基因,在调节细胞应激反应中发挥核心作用。此前研究表明,ATF3在心血管与代谢性疾病中具有多种功能,包括调节炎症反应、细胞凋亡、氧化应激和内质网应激等病理生理过程。然而,ATF3在动脉粥样硬化中的作用存在争议,其具体机制尚不清晰。


研究设计与方法


研究者首先利用单细胞RNA测序技术对人动脉粥样硬化性颈动脉进行分析,并通过免疫荧光验证,发现ATF3在VSMC衰老中起着核心作用。


为了深入探究ATF3在VSMC衰老和动脉粥样硬化中的作用机制,研究者构建了SMC特异性ATF3敲除小鼠模型,并采用CUT&Tag-seq、RNA/蛋白质相互作用测定以及m6A表观转录组学分析等多组学方法,揭示了ATF3在VSMC中的功能和调控机制。


此外,为了将基础研究发现转化为临床应用,研究者还进行了高通量虚拟筛选,寻找能够靶向ATF3的化合物,并对筛选出的化合物进行了功能验证。


项目研究


ATF3缺失加剧动脉粥样硬化


为了探究ATF3在动脉粥样硬化中的作用,研究者构建了SMC特异性ATF3敲除小鼠模型。这些小鼠在正常饮食和衰老诱导的条件下,表现出加速的动脉粥样硬化进程。具体表现为动脉壁内脂质沉积、纤维组织增生和钙化更加明显,血管壁增厚、变硬,管腔狭窄的程度显著高于对照组。这一结果表明,VSMC中的ATF3缺失会加速衰老诱导的动脉粥样硬化进程,主要是通过促进VSMC的衰老来实现的。


图片

图1  动脉粥样硬化(AS)中的血管平滑肌细胞(VSMCs)

同时表现出衰老迹象和ATF3含量下降


ATF3激活自噬


研究者采用CUT&Tag-seq、RNA/蛋白质相互作用测定以及m6A表观转录组学分析等多组学方法,研究ATF3在VSMC中的作用。结果表明ATF3能够激活ATG7,触发自噬过程。而细胞质中的ATG7又能增强ATF3的核转位,从而建立一个正反馈回路。


图片

图2  ATG7促进ATF3向细胞核的转运


衰老影响ATF3 mRNA稳定性


研究者通过m6A表观转录组学分析,研究衰老对ATF3 mRNA稳定性的影响。实验证明随着衰老过程的加剧,m6A甲基化水平上升,导致Atf3 mRNA稳定性下降。


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图3  Terazosin(TZ)通过 ATF3 改善 SAMP8

小鼠的年龄相关表型


特拉唑嗪通过调控ATF3发挥抗衰老的作用


研究者通过高通量虚拟筛选,寻找能够靶向ATF3的化合物,并对筛选出的化合物进行了功能验证。药物特拉唑嗪(Terazosin,TZ)能够减少YTH N6-甲基腺苷RNA结合蛋白F2(YTHDF2)与Atf3 mRNA之间的相互作用,从而有助于维持Atf3 mRNA的稳定性。TZ作为一种潜在的治疗策略,有望延缓VSMC的衰老并预防动脉粥样硬化。


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图4  TZ在ApoE-/-小鼠中改善与年龄相关的表型


研究结论


血管平滑肌细胞中的ATF3缺失会加速衰老诱导的动脉粥样硬化进程,主要是通过促进细胞衰老来实现的。


多组学研究显示,ATF3能够激活ATG7,触发自噬过程。随着衰老过程的加剧,m6A甲基化水平上升,导致Atf3 mRNA稳定性下降。药物特拉唑嗪能够维持Atf3 mRNA的稳定性。


特拉唑嗪作为一种潜在的治疗策略,有望延缓平滑肌细胞的衰老并预防动脉粥样硬化。ATF3通过协调自噬来保护平滑肌细胞免受衰老的影响,而特拉唑嗪通过稳定ATF3提供了一种可转化的方法来对抗衰老驱动的心血管疾病。


吉满助力


本研究中所用的的ATG7启动子报告基因质粒和转染试剂HG transgene reagent均由吉满生物(Genomeditech)提供。

了解更多质粒构建,病毒包装,稳转株构建,敲除细胞株,报告基因检测等相关服务。欢迎访问吉满生物官网:www.genomeditech.com

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原文引用

“The ATG7 gene promoter region, including mutant and wild-type sequences, was cloned into the PGL3-basic vector (Genomeditech, Shanghai, China). See Table S10 for specific sequences. HEK-293T cells were transfected with the constructed vectors using an HG transgene reagent (Genomeditech). Renilla Luciferase-Thymidine Kinase (pRL-TK, TK) was co-transfected into cells as a transfection control.”


文献原文


https://doi.org/10.1002/advs.202502249

文章来源:课题组供稿


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