ATVB 天津医科大学何金龙/陈莉明教授合作发现内皮细胞YAP激活介导糖尿病血小板过度活化

糖尿病是一种以高血糖为特征的慢性代谢性疾病，发病率高且发病人数逐年递增，是诱发动脉粥样硬化血栓形成以及心血管并发症的重要危险因素。糖尿病患者的血小板活性增加，是其血栓形成风险增加的关键原因。然而，糖尿病患者的血小板活性增加的分子调控机制尚不明确，针对糖尿病患者的抗血小板治疗策略也需要进一步优化。

2023年11月2日，天津医科大学基础医学院何金龙教授与天津医科大学朱宪彝纪念医院陈莉明教授合作在Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology在线发表了题为“Endothelial YAP Mediates Hyperglycemia-Induced Platelet Hyperactivity and Arterial Thrombosis”的研究论文，揭示了高血糖诱导的内皮YAP激活是促进血小板激活和动脉血栓形成的关键分子调控机制，为糖尿病相关血栓疾病的治疗提供了新方向。

作者团队和他人前期的报道显示，多不饱和脂肪酸(PUFA)衍生的小分子化合物在血栓性疾病(如急性心肌梗死)中发挥重要作用。为了研究PUFA代谢与糖尿病相关血栓形成之间的关系，作者招募24名伴有血栓事件的糖尿病患者、34名无血栓事件的糖尿病患者以及30名健康对照，并通过靶向代谢组学分析血浆中PUFA代谢物谱。结果发现，糖尿病患者PUFA代谢物谱明显改变，且与健康对照组相比，12-HETE、15d-PGJ₂、11,12-DHET、14-HDoDE、TXB₂、PGE₂、PGB₂和14,15-DHET在糖尿病患者中显著上调。有趣的是，在合并血栓事件的糖尿病患者中，TXB₂和PGE₂水平进一步显著升高 (图1) 。

为了探究TXB₂和PGE₂与血栓形成之间的关系，作者进行了相关性分析，结果发现血浆PGE₂水平与P-选择素阳性血小板比率、血小板聚集率以及HbA1c水平呈正相关，而TXB₂没有类似的现象。这表明血浆PGE₂水平的增高可能是糖尿病血栓风险增加的关键因素。

图1. 血栓形成风险与血浆PUFA代谢谱改变

作者进一步在急性高血糖小鼠模型中探究血糖、动脉血栓形成和血浆PGE₂三者之间的关系。结果发现，高血糖可以促进FeCl₃诱导的小鼠动脉血栓形成以及血小板的激活(图2)。同时，糖尿病小鼠血浆PGE₂水平也显著高于对照小鼠。血浆PGE₂主要在血管壁生成，通过COX-1或者COX-2以及PGE合酶催化合成。作者发现，糖尿病小鼠动脉内皮细胞中COX-2和mPGES-1水平显著升高(图2)，提示内皮来源的PGE₂可能发挥了关键作用。

图2. 高血糖促进小鼠动脉血栓形成

为了探究高血糖介导内皮产生PGE₂的分子机制，作者对糖尿病小鼠及对照小鼠内皮进行RNA-seq分析，并经IPA分析发现共转录因子YAP可能是调控血栓形成相关基因转录的关键调节因子(图3)。免疫荧光染色表明，与对照组相比，高糖刺激可以介导内皮细胞YAP核转位。作者进一步在糖尿病小鼠以及糖尿病患者血管中也验证了这一结果(图3)。  

图3. 内皮细胞YAP参与调控动脉血栓形成

为了探究内皮细胞YAP在高血糖相关的血小板激活和血栓形成中的作用，作者分别构建了内皮特异性YAP敲除和过表达的小鼠，发现内皮YAP敲除抑制了高血糖相关的动脉血栓的形成以及血小板的激活，而内皮YAP过表达可促进小鼠动脉血栓的形成和血小板的激活(图4)。 

图4. 干预内皮细胞YAP影响动脉血栓形成

DG-041是PGE₂在血小板上作用的主要受体EP3的拮抗剂。为探究DG-041是否可以作为糖尿病相关血栓疾病的潜在抗血小板药物，作者进一步在内皮细胞YAP特异性过表达小鼠以及糖尿病小鼠中观察DG-041对于小鼠动脉血栓形成过程的影响。结果发现，DG-041的灌胃处理可以显著抑制内皮YAP过表达小鼠以及糖尿病小鼠血小板的过度活化以及动脉血栓的形成，并且不影响小鼠的尾出血时间(图5)，提示DG-041可能是针对糖尿病患者高血栓风险的潜在治疗药物。

图5. DG-041抑制糖尿病相关动脉血栓形成

综上所述，高血糖通过刺激内皮细胞YAP转位入核，进而促进PGE₂合成酶COX-2/mPGES-1的表达以及PGE₂的合成，PGE₂可以通过作用于血小板EP3受体进而促进血小板的活化并最终加剧血栓形成风险。DG-041可以抑制PGE₂介导的血小板EP3受体的激活，从而改善糖尿病血小板过度活化并抑制动脉血栓形成(图6)。该研究为糖尿病患者预防血栓并发症提供了新的治疗思路。 

图6. 内皮细胞YAP参与调控糖尿病相关血栓形成的分子机制

天津医科大学医学生理学专业硕士研究生李智昱、张嘉琛以及天津医科大学朱宪彝纪念医院马泽军主任为论文第一作者，何金龙教授与陈莉明教授为该研究的通讯作者。课题得到了天津医科大学朱宪彝纪念医院孙海鹏教授，天津医科大学药学院丁忠仁教授，以及天津医科大学总医院吴乃石、付强、于雪芳三位主任的指导与帮助。同时，代谢性心血管疾病实验室的朱毅教授、张栩研究员以及艾玎教授给予了课题大力的支持。该研究得到了国家自然科学基金委项目的资助。

原文链接：

https://www.ahajournals.org/doi/abs/10.1161/ATVBAHA.123.319835