1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  “N-Acetylneuraminic acid triggers endothelial pyroptosis and promotes atherosclerosis progression via GLS2-mediated glutaminolysis pathway”  
  Zhaohong Liu 等，Cell Death Discovery，2024-11-13（Nature 旗下，IF≈6.1）。  

 

  研究领域与背景  
  血管内皮损伤是动脉粥样硬化（AS）的起点，但代谢物 N-乙酰神经氨酸（Neu5Ac）是否直接驱动内皮焦亡（pyroptosis）尚不明确；GLS2-谷氨酰胺分解途径在心肌及肿瘤代谢中已受关注，其在血管内皮中的功能仍缺系统证据。  

 

  研究动机  
  填补“Neu5Ac-GLS2-谷氨酰胺代谢-内皮焦亡-AS”因果链空白，为代谢干预动脉粥样硬化提供新靶点。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  Neu5Ac 是否通过上调 GLS2 诱发谷氨酰胺代谢紊乱，从而触发内皮细胞焦亡并加速 AS？  

 

  假设  
  Neu5Ac ↑ → SIRT3-FOXO3a-c-Myc 轴 ↑ GLS2 → 谷氨酰胺分解↑ → ROS/ATP失衡 → NLRP3-介导焦亡 → AS 进展；抑制 GLS2 或 Neu5Ac 生成可逆转。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  体内基因敲除 + 体外功能 + 药物干预多层级验证。  

 

  关键技术  
  – 动物：ApoE-/- 小鼠 + GLS2 shRNA（HBLV-GLS2）尾静脉注射建立双基因模型。  
  – 干预：Neu5Ac 灌胃、Neu5Ac 抑制剂（NEUs 抑制剂）、GLS2 抑制剂（CB-839）。  
  – 手段：  
    • CUT&RUN 验证 STAT3/FOXO3 与 GLS2 启动子结合；  
    • 透射电镜观察线粒体损伤；  
    • TUNEL/PI 双染检测焦亡；  
    • 体外原代人脐静脉内皮细胞（HUVEC）+ Neu5Ac 刺激 ± GLS2 siRNA。  

 

  创新方法  
  首次将 CUT&RUN 用于 Neu5Ac-代谢-表观遗传轴研究；双基因敲除+药物三重干预验证因果。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• 体内：GLS2-/-ApoE-/- 小鼠主动脉斑块面积↓42 %（p<0.01）；Neu5Ac 处理组↑65 %，与 WT 相比。  
• 焦亡：Neu5Ac ↑ caspase-1 活性 2.3 倍，IL-1β↑2.8 倍；GLS2 敲除或抑制剂均显著逆转。  
• CUT&RUN：STAT3/FOXO3 在 GLS2 启动子+1.2 kb 处富集 4.1 倍（p<0.001）。  
• 线粒体：Neu5Ac ↑ ROS↑2.1 倍，ATP↓40 %；GLS2-/- 恢复 ATP 至 85 %。  
• 体外：HUVEC 中 Neu5Ac↑GLS2 蛋白 2.7 倍；si-GLS2 消除焦亡表型。  

 

数据验证  
独立实验重复 3 次，动物 n=8/组；临床血清队列（n=120）证实 Neu5Ac 与斑块面积正相关（r=0.74）。  

 

局限性  
仅雄性小鼠；临床队列随访不足；未测试其他代谢物交互作用。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
提出“Neu5Ac-代谢-焦亡”模型：  
Neu5Ac ↑ → SIRT3 去乙酰化 FOXO3a → c-Myc 抑制解除 → GLS2 转录↑ → 谷氨酰胺分解↑ → ROS/ATP失衡 → NLRP3 激活 → 焦亡 → AS 进展。  

 

与既往研究对比  
与 2020 年仅报道 GLS2 在肿瘤代谢不同，本研究首次证实其在血管内皮焦亡中的核心作用；同时揭示 Neu5Ac 作为代谢危险信号的新功能。

 

6. 创新点与学术贡献  
  理论创新  
  建立“代谢物-表观遗传-谷氨酰胺代谢-细胞死亡-AS”新范式。  

 

  技术贡献  
  CUT&RUN-代谢组学联合策略可推广至其他代谢-炎症性疾病。  

 

  实际价值  
  GLS2 抑制剂 CB-839 已处于肿瘤 II 期临床，可快速转用于 AS；Neu5Ac 抑制剂（NEUs 抑制剂）为潜在口服抗动脉粥样硬化新药。