摘要
背景：动脉粥样硬化是冠状动脉疾病(CAD)的主要潜在病因。Leiomodin1是一种仅在血管平滑肌细胞(VSMC)中表达的CAD风险基因，其在冠状动脉病理生理学中的作用尚不明确。Leiomodin1的全局缺失会导致致命性新生儿内脏肌病，因此需要采用特殊方法在VSMC中进行研究。
方法：通过成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)技术构建了多种Leiomodin1突变小鼠模型。将对照组(Lmod1WT)和VSMC特异性Lmod1敲除(Lmod1SMKO)小鼠置于不同致动脉粥样硬化条件下。采用组织病理学和共聚焦免疫荧光显微镜评估小鼠与人类冠状动脉中的动脉粥样硬化病变及LMOD1表达水平。对Lmod1WT和Lmod1SMKO小鼠心脏应用多种染色剂与抗体、免疫金谱系追踪、空间代谢组学/转录组学以及单细胞RNA测序(scRNA-seq)进行综合分析。将Lmod1WT和Lmod1SMKO小鼠的主动脉SMC用表达野生型Lmod1、核化缺陷型Leiomodin1(Lmod1ND)或靶向血小板反应蛋白1(Thbs1)的短发夹RNA(shRNA)的慢病毒进行脂质加载处理。
结果：在致动脉粥样硬化条件下，Lmod1SMKO小鼠多个器官血管表现正常，却发展出弥漫性和阻塞性冠状动脉粥样硬化，而Lmod1WT小鼠未出现此类病变。时间进程研究显示，Lmod1SMKO小鼠冠状动脉中的脂质浸润和VSMC泡沫细胞形成最早可在干预后六天内观察到。免疫金谱系追踪表明46%的冠状动脉斑块细胞来源于VSMC，其中大多数显示出脂质摄取证据。包含与CAD相关单核苷酸变异保守区域的Lmod1内含子缺失导致LMOD1表达减弱；而具有类似LMOD1减少水平的杂合Lmod1SMKO小鼠则未出现冠状动脉疾病。空间代谢组学揭示Lmod1SMKO小鼠冠状动脉粥样硬化斑块内存在多种脂质种类，空间/scRNA-seq分析显示脂质代谢通路改变及Thbs1表达持续升高。体外机制研究表明，Lmod1SMKO VSMC中的脂质积累可通过Lmod1WT、Lmod1ND和Thbs1 shRNA得到有效逆转。在小鼠中实现VSMC特异性表达Lmod1ND后，冠状动脉粥样硬化程度显著降低。
结论：在促动脉粥样硬化条件下，Lmod1SMKO小鼠表现出快速发作的冠状动脉粥样硬化，该过程似乎独立于LMOD1的肌动蛋白核化功能。靶向Thbs1代表了一种减轻VSMC泡沫细胞形成的可行策略，为冠状动脉疾病的干预提供了新思路。
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