邹文安
景杰生物 | 报道
心血管疾病是全球主要健康威胁，每年致1790万人死亡，占总死亡人数的32%。然而，心血管疾病发生的分子机制尚有很多方面属于未知。蛋白质翻译后修饰在心脏疾病研究中扮演着至关重要的角色，尤其是新型修饰的发现，极大地拓宽了心脏疾病研究的边界，如乳酰化调控心力衰竭、巴豆酰化调控病理性心肌肥厚、丁酰化调控主动脉瓣膜钙化。为深入理解心血管疾病的分子机制提供了新方法和新思路。
2025年，天津大学泰达国际心血管病医院何国伟团队在临床学术领域取得丰硕成果。针对冠状动脉旁路移植术（CABG）术后房颤（POAF）和移植物长期通畅性差异等并发症的医学难题，通过创新性的采用蛋白质和翻译后修饰组学技术，阐释了巴豆酰化、2-羟基异丁酰化、丙酰化等新型翻译后修饰在调控心脏相关疾病中的重要新机制。为改善冠状动脉旁路移植术术后并发症提供了新的分子机制和潜在治疗靶点。下面，我们将以这5篇案例为例详细展开，期望对大家有所启发。
Nat Rev Cardiol | 蛋白质酰化修饰在心肌肥厚中的关键作用
心肌肥厚与心衰是心脏疾病发展中的两个密切关联的病理阶段。何国伟团队在医学顶刊、心血管系统顶刊Nature Reviews Cardiology（IF=44.2）上在线发表了题为“Post-translational acylation of proteins in cardiac hypertrophy”的综述文章，深入探讨了蛋白质酰化修饰在心肌肥厚中的关键作用。
大多数酰化（乙酰化、丁酰化、巴豆酰化、乳酰化、丙二酰化、丙酰化和琥珀酰化）发生在赖氨酸，半胱氨酸（棕榈酰化）和甘氨酸（肉豆蔻酰化）残基上也可以发生修饰。研究逐一概述了这些酰化修饰通过影响染色质结构、转录调控和代谢途径，从而影响心肌细胞的功能和病理。此外这些酰化修饰与其调节酶（如组蛋白乙酰转移酶、组蛋白脱乙酰酶和sirtuins）之间的动态相互作用共同维持细胞稳态并参与疾病发生。
图1 心脏肥大中各翻译后修饰之间的串扰
Chem Eng J | 蛋白组揭示冠状动脉旁路移植术中移植物的分子特征差异
在冠状动脉旁路移植术（CABG）中，内乳动脉（IMA）、桡动脉（RA）和大隐静脉（SV）作为常用移植物，其长期通畅性存在差异。何国伟团队在Chemical Engineering Journal（材料科学1区顶刊，IF=13.2）杂志发表题为“Arterial and venous grafting biomaterials in coronary Surgery: Integrative multi-omics approach reveals ECM-PI3K-Akt pathway as Key Regulator of different patency”的论文。通过运用蛋白质组学等多组学方法，对72例CABG患者的IMA、RA和SV三联样本进行组学分析，比较了不同移植血管的分子特征差异。
研究发现发现11个具有相关性的差异mRNA/蛋白（TSP1、TENA、TENX、VTNC、LAMA4、CO6A3、COMP、ITA1、DAG1、ITA5、ITA8）富集于ECM-PI3K-Akt通路。ECM-PI3K-Akt通路是不同通畅率的关键调节因素，为改善CABG长期疗效提供了潜在干预靶点（如靶向TSP1/TENA调控或ECM-PI3K-Akt通路修饰）。景杰生物为该研究提供了蛋白质组学技术支持。
图2 本研究模式图
Redox Biol | 巴豆酰化修饰组学揭示冠状动脉旁路移植术中移植物的功能差异和分子机制
冠状动脉旁路移植术（CABG）是最常进行的心脏手术之一，然而，静脉移植物的长期通畅率显著低于动脉移植物。如何提高静脉移植物的长期通畅率一直是临床研究的热点问题。何国伟团队在Redox Biology（IF=11.9）上发表了题为“Protein post-translational modification crotonylation of TXN and GLO1 in artery and vein grafts for coronary artery surgery”的研究论文。研究团队通过巴豆酰化修饰组学技术，对150例接受CABG手术患者的胸内动脉（ITA）和大隐静脉（SV）样本进行了分析。首次揭示了静脉中巴豆酰化修饰介导的氧化应激新机制。
研究发现与动脉相比，静脉中巴豆酰化修饰水平显著更高。机制上，抗氧化应激相关的三种关键酶——硫氧还蛋白（TXN）、乙醛酶1（GLO1）和甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）的巴豆酰化水平显著提升，巴豆酰化通过破坏蛋白质与底物之间的氢键形成和结合能量，最终导致酶活性降低。这些发现为提高静脉移植物的长期通畅率提供了新的分子机制和潜在治疗靶点。景杰生物为该研究提供了巴豆酰化修饰组学技术和修饰抗体产品支持。
图3 本研究模式图
Cell Commun Signal | 2-羟基异丁酰化修饰调控房颤机制
房颤（心房颤动）是临床中最常见的心律失常类型，发病率逐年上升。其发病机制复杂，至今仍未完全阐明。何国伟团队在Cell Communication and Signaling（中科院顶刊）期刊上发表了题为“Lysine 2-hydroxyisobutyrylation of HXK1 alters energy metabolism and KATP channel function in the atrium from patients with atrial fibrillation”的研究论文，首次运用2-羟基异丁酰化修饰组学技术，对心脏瓣膜病伴AF患者与窦性心律患者的心房组织进行系统性分析，揭示了赖氨酸2-羟基异丁酰化修饰在房颤中的作用机制。
研究发现，房颤患者中己糖激酶1（HXK1）的K418位点2-羟基异丁酰化修饰水平降低，2-羟基异丁酰化修饰通过影响钾离子通道的功能，缩短动作电位持续时间（APD），从而触发房颤的发生。HXK1 K418hib在调节糖酵解代谢、ATP生成以及能量相关离子通道电流和APD中发挥关键作用，为房颤的治疗提供了新的潜在靶点。景杰生物为该研究提供了2-羟基异丁酰化修饰组学技术和抗体产品支持。
图4 本研究模式图
Commun Biol | 丙酰化修饰组揭示术后房颤的发病机制
术后房颤（POAF）是冠状动脉旁路移植术（CABG）后常见的并发症，丙酰化修饰（Kpr）在多种心血管疾病的发生发展中起重要作用，但在POAF中的作用机制至今尚未有报道。何国伟团队在Communications biology（生物学1区顶刊）杂志上发表题为“Atlas of lysine propionylation of human right atrium and ALDH6A1-NADH pathway in new-onset atrial fibrillation after coronary surgery”的研究论文，通过对28例CABG患者的右心耳组织样本进行蛋白质组学和丙酰化修饰组学分析，构建了POAF相关的蛋白质组和丙酰化修饰图谱，首次揭示了ALDH6A1-NADH代谢通路在POAF中的关键作用。
研究共鉴定到5002种蛋白质、800种丙酰化修饰蛋白质和对应3018个修饰位点。研究发现，POAF患者右心耳组织中的乙醛脱氢酶家族成员ALDH6A1的K113位点丙酰化水平显著增加。机制解析发现，ALDH6A1的丙酰化修饰增强了其酶活性，导致细胞内NADH水平升高，触发活性氧（ROS）积累，进而引发氧化应激，最终促进房颤发展。景杰生物为该研究提供了蛋白质组学、丙酰化修饰组学技术支持。
图5 本研究模式图
综上所述，上述5篇研究通过创新性的采用蛋白质和翻译后修饰组学技术，阐释了其在心脏相关疾病中的重要调控关系。研究也印证了蛋白质组学和翻译后修饰组学，尤其是新型修饰在心血管疾病治疗及术后并发症研究中发挥的关键作用。
景杰评述
上述案例启发我们，“心脏疾病+新型修饰”双热点的强强联合，势必可以最大限度提升文章的创新性和吸引力。此外，小编在此总结了心血管领域的新型翻译后修饰研究思路，以供参考：
1. 机制研究：进一步挖掘新型酰化修饰在心脏细胞中复杂多变的调控模式，以及与基因表达、蛋白质功能等关键生理过程的深度关联，从而更精确地把握心脏疾病的发病根源。
2. 药物研发：针对修饰酶的药物研发有望成为心脏疾病治疗的新方向，通过精准调控相关酶的活性，恢复心脏细胞的正常生理功能；
3. 转化医学：新型酰化修饰的关键作用为心脏疾病治疗提供了全新的视角，特别是基因编辑技术的应用可能实现对关键修饰位点的精准修饰，从根本上纠正心脏疾病的病理过程。
景杰生物作为新型酰化研究的领跑者，在上万例样品中积累了丰富的新型酰化修饰研究经验和实验方案。可提供“从WB预筛选，新型酰化修饰组学分析，到运用丰富的酰化修饰位点特异性抗体进行功能验证，再到后续的CUT&Tag分析”等全流程服务。景杰生物PTMab抗体产品具有高特异性、高亲和力、高批间一致性等优势，其应用也多次见刊于Cell、 Nature、 Science等国际顶尖杂志。如果您想了解景杰生物研究产品和服务的更多信息，可咨询景杰生物销售工程师、或拨打科服热线400-100-1145。
参考文献：
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