最新发布的《中国心血管健康与疾病报告2024》敲响警钟：全国罹患心血管疾病的人口超过3.3亿，更别提现在的年轻人一边熬夜爆肝，一边大口吃肉喝奶茶，久坐不动、加班爆表、抽烟喝酒样样来，冠心病发病更是逐步年轻化。这种疾病因冠状动脉被脂肪、胆固醇等堵塞，导致心脏供血不足，可引发胸痛、心肌梗死甚至猝死。 |
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临床的“金标准”依然“水土不服” |
冠状动脉搭桥术（CABG）如今已是治疗冠心病的常规手术，临床应用广泛，被认为是“金标准”疗法。然而，即使手术本身已相当成熟，术后仍面临不少难题，例如血管狭窄、血栓形成等并发症。统计显示，约有50%的静脉移植物（VG）在术后10年内出现闭塞。 |
造成这一问题的关键在于静脉“水土不服”动脉环境：本来适应的是低压（0-30 mmHg）和较低拉伸（约5%）的静脉环境，却突然被置于高压（约150 mmHg）和剧烈搏动（约15%拉伸）的动脉系统中，遭遇剧烈的机械应力冲击。 |
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动脉血压引起的高幅度周期性拉伸是诱导血管平滑肌细胞（VSMC）行为改变的关键因素。这种机械刺激会导致VSMC从收缩表型向增殖/迁移表型转换，进而促进内膜增厚。周菁课题组在前期研究《MFN2 ...》中发现，线粒体蛋白MFN2通过降解糖酵解关键酶PFK1，抑制机械力诱导的VSMC糖酵解和内膜增生。尽管有研究证明脂肪酸氧化（FAO）是 VSMC 能量代谢的关键途径，但其在机械力响应中的作用尚不明确。 |
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双重视角：机械力如何影响细胞代谢？ |
《MFN2 ...》通过构建小鼠动-静脉移植模型（图2 A），并利用 ATMS 系统对血管平滑肌细胞（VSMC）施加15%单轴循环拉伸模拟动脉机械力（图3A-B），发现动脉机械力可通过ROCK/JNK/SP1 信号通路抑制线粒体融合蛋白MFN2（图4L）。MFN2缺失会破坏其与糖酵解关键酶PFK1的C端结合，导致PFKP/M与TRIM21的相互作用减弱（图5B-C），导致果糖6-磷酸向果糖1,6-二磷酸转化增强，驱动糖酵解代谢重编程。 |
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另一项研究《Mechanical...》发现，当 ATMS 施加动脉级拉伸时（图8A），核膜张力传感器 cPLA2 被激活并催化产生花生四烯酸（ArAc）（图6 J），导致转录因子 YY1 降解，进而抑制FAO关键酶 CPT1B 的表达（图7G-I）。 |
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这种机制下，高强度循环拉伸（15% CS）阻碍了促进VSMC增殖迁移的 FAO过程（图8B-C）。 |
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未来：细胞力学的前瞻价值 |
这两项研究揭示了血管移植失败的本质是“机械 - 代谢”信号轴的失衡。ATMS 系统作为连接宏观力学与微观代谢的桥梁，不仅解析了cPLA2/YY1/CPT1B与 MFN2-PFK1两条关键通路，还可模拟不同患者的血流动力学特征（如高血压患者的高拉伸幅度），为个性化药物筛选提供体外模型。未来，随着 ATMS 技术与类器官模型的结合，或许能让每段移植静脉在术前就完成“机械适应训练”，破解冠心病手术的长期疗效难题。 |
