英文标题：Sensing ceramides by CYSLTR2 and P2RY6 to aggravate atherosclerosis

中文标题：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

动脉粥样硬化是心血管疾病的主要致因之一，约占心血管疾病病理的60%，并且是心肌梗死和中风的关键原因。近年来，有研究表明循环中的神经酰胺可作为一种独立于胆固醇水平的心血管事件预测标志，尤其是长链神经酰胺（例如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而推动动脉粥样硬化进展的具体分子机制仍然是该领域的关键科学问题。

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（GPCR）来加重动脉粥样硬化。通过结合G蛋白信号定量分析、GPCRs表达的生物信息学分析以及NLRP3炎性小体的功能检测进行系统的筛选，结果表明CYSLTR2和P2RY6是C16:0神经酰胺诱导炎症小体激活的潜在内源性受体，广泛存在于内皮细胞和巨噬细胞中。研究发现，抑制CYSLTR2/P2RY6的遗传及药理学手段可有效减轻神经酰胺诱导的动脉粥样硬化。同时，神经酰胺水平升高与不同程度肾功能损害患者的冠状动脉疾病严重性呈正相关。

主要结果

1.神经酰胺受体的鉴定

研究首先建立了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处理的野生型小鼠的动脉粥样硬化。这种作用通过caspase-1敲除、IL-1β中和抗体或IL-1受体拮抗剂得以减弱。体外实验显示，C16:0神经酰胺显著提高内皮细胞和巨噬细胞中IL-1β的产生。随后，研究探讨了神经酰胺是否可以通过GPCRs激活NLRP3炎症小体，结果表明，膜受体偶联Gq可能介导神经酰胺诱导的炎症小体激活。

2.神经酰胺在体内激活CYSLTR2和P2RY6

本研究采用生物信息学方法识别C16:0神经酰胺的受体。分析结果显示在内皮细胞和巨噬细胞中共同表达的Gq偶联GPCR有59个。Gαq-Gβγ解离测定结果显示，C16:0神经酰胺激活P2RY6和CYSLTR2的Gq信号传导。

3.神经酰胺-CYSLTR2/P2RY6在动脉粥样硬化中的作用

研究继续探讨CYSLTR2和P2RY6是否在神经酰胺加重动脉粥样硬化中发挥作用。通过基因敲除和药理学抑制CYSLTR2或P2RY6，发现其显著减轻高脂饮食或慢性肾病加重的动脉粥样硬化，且未对胆固醇或神经酰胺水平产生影响，表明CYSLTR2和P2RY6共同介导神经酰胺诱导的动脉粥样硬化。

4.CYSLTR2和P2RY6在慢性肾病动脉粥样硬化中的作用

以往研究显示慢性肾病（CKD）患者的心血管事件发生率显著升高，但现有的降脂策略效果有限。本研究建立CKD小鼠模型，结果发现CKD小鼠血浆中神经酰胺水平升高。与预期一致，CAD患者中G3-G5期CKD患者的神经酰胺水平升高且与CAD的严重程度正相关。CYSLTR2和P2RY6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，提示神经酰胺可能作为CKD患者动脉粥样硬化性心血管疾病的潜在诊断标志。

5.神经酰胺-CYSLTR2-Gq复合物的结构

研究使用单颗粒冷冻电镜技术解析了神经酰胺与CYSLTR2结合的结构机制。通过对C16:0和C20:0神经酰胺-CYSLTR2-Gq复合物进行体外重构、纯化及成像，获得了27Å和28Å的冷冻电镜图。结果显示神经酰胺结合在CYSLTR2的一个特定配体结合口袋中，为理解CYSLTR2识别不同类型神经酰胺的机制提供了结构基础。

研究小结

本研究专注于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信号传导及炎症小体途径，从而加重动脉粥样硬化。在慢性肾病患者中，血浆神经酰胺水平与冠状动脉疾病严重程度正相关，靶向该通路可能改善CKD患者的动脉粥样硬化。通过冷冻电镜解析的神经酰胺-CYSLTR2-Gq复合物结构，为重新认知脂质残余风险这一长期面临的难题开辟了全新的研究方向。预计，以神经酰胺受体作为干预靶点将成为战胜动脉粥样硬化的重要策略，为患者带来新的希望，这正是泛亚电竞所关注的领域之一。