Redox Biology：通过调节线粒体自噬减轻PM2.5诱导血管疾病

短期PM2.5暴露与血管重塑和僵硬有关。据报道，线粒体靶向抗氧化剂MitoQ可改善线粒体氧化还原相关疾病的发生和发展。目前，有关MitoQ能否缓解PM2.5造成的血管损伤的数据有限。因此，本研究旨在评价MitoQ对PM2.5诱导的主动脉纤维化的保护作用。综上所述，作者的数据表明MitoQ治疗通过线粒体ROS/PINK1/Parkin介导的有丝分裂调控对PM2.5暴露后主动脉纤维化有保护作用。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.redox.2021.102113

环境颗粒物(PM)暴露是一个严重的全球公共健康问题，据报道，它是2019年第四大死亡风险因素，与高水平的低密度脂蛋白胆固醇、高体重指数和饮酒相比，可归因于死亡的人数更多。2017年，中国还有大约81%的人口生活在空气质量超过世界卫生组织PM2.5过渡目标I的地区。更重要的是，PM2.5是导致全球心血管疾病(CVD)死亡率和伤残率的主要环境风险因素。心血管疾病负担的日益加重使得控制心血管危险因素和预防心血管疾病成为当务之急。室外空气污染在中国可预防的疾病负担原因中排名第四。然而，干预的具体目标仍不明确。

越来越多的流行病学数据证明，短期接触PM2.5会导致高血压、冠心病和外周动脉疾病等动脉硬化性疾病的发生和发展。血管纤维化是血管重构的关键病理过程，涉及细胞外基质的过度生成和减少降解，其实质是激活血管平滑肌细胞表型转化。血管平滑肌细胞在应激源的作用下从收缩表型向合成表型转变，并伴随骨桥蛋白(OPN)等合成标记物表达的增加。PM2.5对心血管系统的易感性可能与其对血管纤维化的影响有关，但这方面的研究较少。

线粒体是PM2.5的敏感靶标，也是导致动脉僵硬的血管氧化应激的主要来源。线粒体的质量控制依赖于线粒体的动态平衡，这种动态平衡由分裂蛋白(Dynamin-Related Protein 1，drp1)和融合蛋白(mitofusin-2，Mfn2)持续调节。PM2.5暴露后，功能障碍的线粒体表现为膜去极化和碎裂，并伴有大量线粒体活性氧的产生和Ca~(2+)向细胞质内的释放。累积研究表明，血管重塑是线粒体氧化应激和异常动力学的产物。此外，为了防止线粒体损伤和活性氧产生的恶性循环，细胞依靠有丝分裂来保护自己免受轻微损伤，这是一种内在的质量控制机制。据报道，PM2.5诱导的PINK1/Parkin介导的丝裂原吞噬增加导致肝和肺纤维化。应激状态下过度自噬是心脏重构的原因。因此，作者的研究试图获得一种通过靶向吞噬线粒体来维持线粒体质量控制的药理学方法，目的是减少PM2.5相关的线粒体氧化损伤，保护血管免受损伤。

MitoQ可减轻PM2.5暴露的C57BL/6J小鼠主动脉的组织病理学改变和纤维化

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.redox.2021.102113

线粒体靶向抗氧化剂MitoQ是辅酶Q的衍生物，辅酶Q通过共价结合到10碳脂肪链上与TPP+相连。这种亲脂性使得它更容易穿过生物膜，在高浓度下聚集在线粒体中，相当于普通抗氧化剂效果的数百倍。新出现的研究表明mitoq对涉及心脏纤维化、造影剂引起的肾损伤、慢性阻塞性肺疾病等氧化还原失衡的疾病起到了有益的作用。临床研究表明，长期口服MitoQ可改善老年小鼠血管功能，动物实验进一步证实，给予MitoQ 4周可降低老年小鼠主动脉线粒体氧化应激水平，逆转老年小鼠主动脉僵硬程度。康等人建议MitoQ通过恢复线粒体动力学失衡和改善粉红色介导的有丝分裂来预防椎间盘退变。关于PM2.5相关的血管损伤，其潜在机制尚不清楚。

先前的研究证明，在短期PM2.5暴露停止后，相关的血管毒性仍然长期存在，导致成年大鼠对动脉僵硬的易感性。同样，世卫组织的最新观察表明，儿童和青少年时期暴露在空气污染中改变了儿童的健康轨迹，并增加了晚年患高血压等心血管疾病的风险。由此可见，空气污染对心血管的毒性可能比目前认为的更深远、更持久。考虑到上述因素，作者提出在短期暴露于PM2.5的同时，MitoQ治疗是否可以减轻血管损伤，减轻未来长期心血管疾病的风险和负担。因此，本研究评价了MitoQ对PM2.5诱导的C57BL/6J小鼠血管损伤的影响，并验证了MitoQ调节HAVSMCs线粒体氧化应激、动力学和有丝分裂的机制。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Ruihong Ning et al. The mitochondria-targeted antioxidant MitoQ attenuated PM2.5-inducedvascular fibrosis via regulating mitophagy. Redox Biol. 2021 Aug 18; 46:102113.