Redox Biology: 胱硫醚γ裂解酶S-硫代谢物DRP1改善心功能不全

心血管疾病仍然是世界上主要的死亡原因。随着人口老龄化、心血管风险因素的增加以及缺血性心脏事件治疗方法的改进，心力衰竭的患病率正稳步上升至全球约6430万人，另有数百万未确诊病例，将其描述为全球大流行。

尽管心力衰竭患者在药物治疗和指南指导治疗方面取得了重大进展，但与心力衰竭相关的心力衰竭的发病率和死亡率仍然高得令人无法接受。然而，在过去的二十年里，几乎没有新的治疗心力衰竭的药物。心力衰竭的治疗迫切需要新的概念和治疗方法。

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102519

近日，来自上海大学附属南通医院的研究者们在Redox Biology杂志上发表了题为“Cystathionine γ lyase S-sulfhydrates Drp1 to ameliorate heart dysfunction”的文章，该研究揭示了胱硫醚γ裂解酶S-硫代谢物DRP1改善心功能不全。

硫化氢(H_2S)是由胱硫醚γ裂解酶(CSE)产生的一种维持心脏功能的重要内源性气体递质。然而，硫化氢在心力衰竭过程中如何影响线粒体形态的分子机制仍然知之甚少。在本研究中，研究者发现CSE/H_2S途径通过调节Dynamin Related Protein 1(Drp1)的活性和易位来调节心功能和线粒体形态。

机制上，CSE过表达导致的H_2S水平的升高降低了小鼠心脏中S-硫代水合作用引起的Drp1的蛋白水平、磷酸化(Ser616)、寡聚化和GTP酶活性。有趣的是，在特定的半胱氨酸607处，Drp1的S-硫水化反应与一氧化氮的S-亚硝化反应直接竞争。

DRp1突变(C607A)的非S-硫水化减弱了H_2S对Drp1激活、线粒体分裂和心功能的调节作用。此外，DRp1通过与电压依赖性阴离子通道1的相互作用，非典型地介导了异丙肾上腺素诱导的线粒体功能障碍和心肌细胞死亡。这些结果揭示了一个新的机制，即硫化氢使半胱氨酸607上的Drp1水合，通过调节其活性和线粒体易位来预防心力衰竭。

CSE/H_2S调节心力衰竭中Drp1活性机制的示意图模型

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总之，本研究证明了CSE/H2S通路通过调节Drp1活性介导TAC或等诱导的心功能障碍和病理重塑。此外，本研究的结果表明，Drp1在半胱氨酸607上的s -巯基化阻止了其活性、易位以及与VDAC1的相互作用，从而诱导线粒体功能障碍和心肌细胞死亡。靶向Drp1硫代水合作用可能为改善心力衰竭提供一种有前景的方法。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Dan Wu et al. Cystathionine γ lyase S-sulfhydrates Drp1 to ameliorate heart dysfunction. Cystathionine γ lyase S-sulfhydrates Drp1 to ameliorate heart dysfunction