背
景
血管内皮接受血流剪切应力，血流通过机械转导调节心血管发育、损伤和修复。产生振荡剪切应力（OSS）的扰动血流发生在主动脉弓小弯与动脉分叉处，是双向的且与血流方向错位，可激活NADPH氧化酶促进活性氧释放，诱发炎症。
硬脂酰辅酶A去饱和酶1（SCD1）是一种定位于线粒体相关内质网（ER）膜的关键酶。在ER上，SCD1催化饱和脂肪酸（SFA）转化为单不饱和脂肪酸（MUFAs）。SCD1的主要代谢产物是油酸（OA）和棕榈油酸（PA），分别由硬脂酸和棕榈酸去饱和形成。
体育锻炼可增加循环血流量，调节分子传感器，改善代谢紊乱。在运动过程中，心脏收缩力和心率（HR）的增加促进PSS改善内皮可塑性，减轻动脉粥样硬化。然而，关于特定运动激活代谢传感器，以减少易受扰动流干扰的血管系统中发生氧化和炎症反应的相关研究仍在进行中。
方
法
在24小时自主滚轮测试前和测试后对雄性野生型C57BL/6J小鼠进行非靶向代谢组学分析。利用主动脉弓b型图像模拟时间依赖的三维CFD模型，并重建了三维模型。
通过SCD1特异性探针进行原位杂交，检测了脂多糖（LPS）诱导的HAECs经OA处理后，动脉粥样硬化标志物Vcam1、Icam1、Mcp1、Esel和Cxcl8的mRNA表达水平；研究者在动脉粥样硬化的Ldlr-/-小鼠模型中特异性地敲除了内皮Scd1（Ldlr-/- Scd1EC-/-）。Ldlr-/-或Ldlr-/- Scd1EC-/-小鼠HFD饲养28天，14天后分出亚组进行为期14天的自主跑轮，第28天靶向定量代谢组学分析。
通过计算机模拟显示和共聚焦显微镜对血管内皮细胞ETS相关基因（ERG）核标志物和VCAM1进行表面免疫染色成像。对来自三种条件下的Ldlr-/-小鼠主动脉进行单细胞RNA测序。
结
果
图1 PSS对内皮代谢组的调节和介导的SCD1催化的代谢产物的增加
图2 运动增强PSS的计算机模拟分析
图3 运动对脂质代谢物的催化作用的改变
图4 运动对内皮细胞SCD1的激活
图5 OA共培养或SCD1过表达介导的HAEC中的促炎介质的减少
图6 在内皮细胞特异性SCD1缺失的小鼠中，运动介导的脂质代谢物OA和PA的减少
图7 内皮特异性SCD1缺失对运动介导的抗炎介质的抑制
图8 小鼠主动脉的单细胞转录组学分析
图9 运动增强主动脉PSS和动脉粥样硬化保护性代谢物的流动响应性PPARγ-SCD1通路激活的机制示意图
结
论
本研究发现运动增强的PSS可激活内皮SCD1催化生成血管保护性脂质代谢物OA和PA，揭示了内皮细胞特异性SCD1可减轻暴露于扰动血流的主动脉弓炎症反应。该研究为血流动力学响应性SCD1作为代谢传感器以减少心脏代谢紊乱提供了理论支撑，且提出了三个与SCD1相互作用的候选基因，为后续研究提供思路。
参
文
考
献
Cavallero S, Roustaei M, Satta S, et al. Exercise mitigates flow recirculation and activates metabolic transducer SCD1 to catalyze vascular protective metabolites. Sci Adv. 2024;10(7):eadj7481
感谢浙江省人民医院输血科来稿！
公众号｜输血人
本期编译｜张程晨 陈秉宇
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