Xu R, Li T, Luo J, Zhang X, Wang T, Wang Y, Ma Y, Yang B, Jia J, Dmytriw AA, Li W, Jiao L. PCSK9 increases vulnerability of carotid plaque by promoting mitochondrial dysfunction and apoptosis of vascular smooth muscle cells. CNS Neurosci Ther. 2024 Feb；30(2)：e14640. doi：10.1111/cns.14640. PMID: 38402551.

关键词：凋亡、颈动脉斑块、线粒体功能障碍、PCSK9、血管平滑肌细胞

一分钟秒懂文章：

颈动脉粥样硬化性狭窄（Carotid atherosclerotic stenosis, CAS）占缺血性脑卒中病因的15%-20%。血管平滑肌细胞（Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs）在维持血管稳态及病理生理过程中扮演核心角色，可通过分泌细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）加固斑块纤维帽。相比之下，在易损环境中，VSMCs的凋亡过程异常加剧，直接导致斑块破裂风险增加。

Proprotein Convertase Subtilisin / Kexin Type 9（PCSK9）的发现源于对常染色体显性遗传家族性高胆固醇血症的研究，其功能获得性突变可显著上调低密度脂蛋白胆固醇（Low-Density Lipoprotein Cholesterol, LDL-C）水平，通过促进低密度脂蛋白受体（Low Density Lipoprotein Receptor, LDLR）的溶酶体降解来抑制肝细胞对LDL-C的清除，进而加剧血浆LDL-C累积，加速动脉粥样硬化的病理进程。

值得注意的是，PCSK9抑制剂与洛伐他汀的联合应用展现出增强斑块稳定性的潜力，具体表现为纤维帽增厚、脂质核心减小及脂质负荷指数的降低。然而，PCSK9在直接调节颈动脉斑块稳定性方面的具体机制及其潜在路径尚未完全阐明。鉴于此，本研究聚焦于VSMC线粒体功能障碍与凋亡的视角，旨在深入探讨PCSK9对颈动脉斑块动态变化的调控作用及其内在分子机制，以期为稳定颈动脉斑块、降低缺血性脑卒中发病率提供新的策略与证据支持，进而拓宽PCSK9抑制剂在临床实践中的应用边界。

PCSK9 介导的 VSMC 线粒体功能障碍和凋亡示意图。

在人类 VSMCs 中，PCSK9 的升高通过增强 p38 的磷酸化促进 DRP1 的活化，从而导致线粒体形态向裂变状态转变，随后 ROS 异常增加并导致线粒体功能障碍。线粒体功能失调会增加VSMC的凋亡，从而增加斑块易损性及斑块破裂风险，最终导致缺血性中风的发生。

01 摘要

PCSK9已被认为是一种新型降脂靶点。最近的临床研究表明，抑制 PCSK9 有助于降低冠状动脉斑块的脆弱性。然而，PCSK9调控不稳定颈动脉斑块演变的证据尚不明确，这限制了PCSK9抑制剂在颈动脉狭窄患者中的应用。本研究旨在确定PCSK9对颈动脉斑块易损性的影响和分子机制，为增加颈动脉斑块稳定性提供新策略。我们在临床样本中发现，PCSK9 与人类颈动脉斑块的易损性密切相关。PCSK9 在人血管平滑肌细胞中的表达量增加伴随着更高水平的细胞凋亡。在亚细胞水平，VSMC线粒体形态向裂变状态转变，随后出现线粒体功能障碍。抑制 p38 MAPK 的活化可部分缓解 PCSK9 引起的上述形态和行为变化。此外，抑制DRP1可减轻与PCSK9相关的线粒体功能障碍和细胞凋亡。PCSK9蛋白的1-149aa结构域是实现对VSMC功能调控的关键。

图1.  PCSK9 可调控 VSMCs 的线粒体形态、ROS 生成和膜电位。(A，B）当 PCSK9 在 HC-VSMCs 和 HA-VSMCs 中下调或上调时，线粒体的形态变化和定量分析。红色代表 Mitotracker，蓝色（Hoechst33342）代表细胞核。(C，D）当 PCSK9 在 HC-VSMCs 和 HA-VSMCs 中分别下调或上调时，线粒体 ROS 和线粒体膜电位的检测和定量分析。(E）使用 Mitotracker（左图）检测线粒体的形态学变化，并分析 Lenti-PCSK9 HA-VSMCs 中 DRP1 被抑制时线粒体的形态学变化（右图）。(F，G）当 Lenti-PCSK9 HA-VSMCs 中 DRP1 的活化被抑制时，线粒体膜电位和线粒体 ROS 的检测和定量分析。AR，长宽比。*p<0.05; ***p < 0.001; ****p < 0.0001。

02 结论

我们的研究结果表明，PCSK9 可诱导形态相关的线粒体功能障碍和 VSMC 细胞凋亡，增加颈动脉斑块易损性。

徐新专家点评：

PCSK9最早于21世纪初被发现，目前已被确定为低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）代谢的关键调节因子，并且在心血管疾病中，PCSK9抑制疗法（依洛尤单抗、阿利西尤单抗、托莱西单抗) 已在临床实践中得到了初步的认可。然而，目前PCSK9在脑血管病领域的研究和证据仍十分有限，对于PCSK9在颈动脉斑块中的作用，更是知之甚少。在本研究中，研究团队首先应用颈动脉狭窄患者的斑块和血浆等生物样本，初步证实了PCSK9的表达水平与颈动脉易损斑块形成、卒中症状等密切相关。进一步地，本研究通过分子生物学实验揭示了“PCSK9通过1-149aa结构域调控p38-DRP1介导人颈动脉斑块血管平滑肌细胞线粒体功能障碍和凋亡”这一潜在机制。特别的是，该研究创新性地应用人颈动脉斑块来源的血管平滑肌细胞进行细胞实验和机制研究，更加贴近真实的病理状态。总的来说，本研究是团队对PCSK9在颈动脉狭窄中作用和机制研究的初步探索，揭示了PCSK9与颈动脉相关卒中、易损斑块形成之间的关联和潜在的作用机制，将为PCSK9抑制剂治疗颈动脉易损斑块提供重要的理论基础。

共同第一作者

徐然

首都医科大学宣武医院

神经外科 主治医师

神经外科学博士，主治医师，国家留学基金委建设高水平大学项目澳大利亚悉尼大学-山东大学联合培养博士。中国科学院客座研究员，Military Medical Research杂志青年编委。迄今以第一/共一或通讯作者发表SCI论文10余篇，累计影响因子大于100分。主持国家级及省部级和市局级课题多项。对颈动脉狭窄和颅内动脉狭窄的诊断、评估及治疗方式开展了深入的系列研究。

共同第一作者

李天华

首都医科大学宣武医院

神经外科 博士研究生在读

首都医科大学宣武医院神经外科在读博士研究生，师从焦力群教授。

研究方向：

缺血性脑血管病的基础和临床研究。

科研经历：

参与北京市医管局市属医院临床医学发展专项（“扬帆”计划）、北京市自然科学基金 (青年项目)、宣武医院国自然培育项目课题3项。迄今以第一或共同第一作者在International Journal of Surgery、Journal of Neurointerventional Surgery、European journal of neurology、CNS Neuroscience & Therapeutics等SCI期刊发表文章8篇，中文核心期刊1篇。

共同第一作者

罗继昌

首都医科大学宣武医院

神经外科 住院医师

研究方向：

脑血管狭窄的基础和临床研究；筹建第三方神经影像核心实验室，参与 AI影像判读的智能研发。

科研经历：

参与“十二五”、“十三五”国家重点研发计划及北京市重点专项课题3项，主持院级课题1项。以一作或共一于Stroke，Cochrane，AJNR，BMJopen等杂志发表SCI文章19篇，作为多个杂志审稿编辑，参与3部专著编撰。

通讯作者

李文静

中国科学院自动化研究所

副研究员

现任中国科学院自动化研究所副研究员。在名古屋大学获得理学博士学位，并在清华大学完成博士后研究。研究以细胞器-细胞生命活动的基本单元为主线，利用细胞生物学与计算生物学方法深入理解炎症应激反应、代谢应激反应在心血管疾病发生发展中的作用机制。主持国家自然科学青年基金，北京市自然科学基金面上项目各一项并作为骨干参与国家重大研究计划重点项目与集成项目。以第一/共一/通讯作者在EMBO Journal，JCB，CNS Neurosci Ther.等国际知名杂志发表SCI论文20余篇。

通讯作者

焦力群

首都医科大学宣武医院副院长

主任医师 教授 博士生导师

首都医科大学宣武医院副院长，介入放射科主任，神经外科副主任，脑血运重建中心主任，国家区域医疗中心、宣武医院济南医院院长。兼任《中国脑血管病杂志》主编；中国医师协会神经介入专业委员会副主委；国家卫健委继教中心神经介入专委会主委；国家卫健委脑防委缺血性卒中外科专委会主委；国家卫健委脑防委缺血性卒中介入专委会副主委；北京介入医学会副会长等职务。毕业于山东医科大学，先后师从于朱树干教授和凌锋教授，获得神经外科硕士和博士学位，并在鲍圣德教授的指导下，在北京大学完成博士后研究。从事缺血性脑血管病的外科和介入治疗，在国际上率先开展了复合手术治疗颈动脉闭塞、椎动脉闭塞，以及药物球囊治疗椎动脉狭窄等创新手术，并带领宣武医院脑血运重建中心在此领域深入研究，同时，长期重视教育培训，为中国培养了大批高水平的医生。

点评专家

徐新

首都医科大学宣武医院

神经外科主治医师 副研究员

首都医科大学宣武医院神经外科医师、副研究员，天津医科大学/美国华盛顿大学联合培养博士。主要从事缺血性脑血管病、颅脑创伤的基础与临床转化研究。现主持国家自然科学基金面上、青年项目各1项，入选北京市医管中心“青苗”计划、泰山学者青年专家项目等人才计划。近年以第一/共一/通讯作者在Blood、J Neurosurg、J Thromb Haemost、J Neuroinflamm、JAHA等国际知名杂志发表SCI论文15篇，累计影响因子超过150分。