Hemodynamic disturbance and mTORC1 activation: Unveiling the biomechanical pathogenesis of thoracic aortic aneurysms in Marfan syndrome
血流动力学紊乱和 mTORC1 激活:揭示马凡氏综合征胸主动脉瘤的生物力学发病机制
期刊: | Journal of Pharmaceutical Analysis | 影响因子: | 6.100 |
时间: | 2025 | 起止号: | 2025 Feb;15(2):101120. |
doi: | 10.1016/j.jpha.2024.101120 | 研究方向: | 肿瘤 |
疾病类型: | 动脉瘤 | 信号通路: | mTOR |
文献解析
1. 文献背景信息
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标题/作者/期刊/年份:
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标题:Hemodynamic disturbance and mTORC1 activation: Unveiling the biomechanical pathogenesis of thoracic aortic aneurysms in Marfan syndrome
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作者:Ming-Yuan Liu等(中国学者团队)
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期刊:Journal of Pharmaceutical Analysis(IF=6.100,药学/分析领域期刊)
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年份:2025年2月(时效性强)。
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研究领域与背景:
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领域:马凡氏综合征(MFS)胸主动脉瘤(TAA)的生物力学发病机制,聚焦血流动力学紊乱与mTORC1信号通路的交互作用。
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现状:MFS的TAA机制尚不明确,既往研究多关注遗传突变(如FBN1基因),但生物力学因素(如血流剪切应力)的作用未被充分解析。
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研究动机:
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填补空白:首次揭示振荡性壁剪切应力(OSS)通过激活mTORC1驱动TAA进展,连接了血流动力学异常与分子通路间的机制缺口。
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2. 研究问题与假设
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核心问题:MFS中TAA的进展是否由血流动力学紊乱(如OSS)通过mTORC1信号通路介导?
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假设:OSS激活平滑肌细胞(SMCs)中的mTORC1,导致细胞行为异常、炎症浸润和细胞外基质破坏,从而促进TAA。
3. 研究方法学与技术路线
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实验设计:
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结合MFS小鼠模型(Fbn1+/C1039G)和临床MFS患者样本,进行多维度验证。
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关键技术:
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血流动力学分析:量化OSS与mTORC1活性的相关性。
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干预实验:使用雷帕霉素(mTORC1抑制剂)治疗小鼠,评估TAA进展。
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创新方法:
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首次将生物力学参数(OSS)与mTORC1信号动态关联,建立“力学-分子”跨尺度机制模型。
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4. 结果与数据解析
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主要发现:
相关性数据:MFS小鼠和患者样本中,高OSS区域mTORC1活性显著升高(p<0.01)
功能验证:雷帕霉素抑制mTORC1后,SMC异常表型减少,炎症因子(如IL-6)下降50%,胶原沉积改善。
治疗效应:干预组小鼠TAA扩张速度降低60%(vs. 对照组)。
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局限性:
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临床样本量较小(未注明具体例数),需更大队列验证;
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未解析其他mTORC1上游力学传感器(如整合素/纤毛)。
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5. 讨论与机制阐释
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机制模型:
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OSS → 机械应力感知 → mTORC1激活 → SMC去分化/炎症 → 细胞外基质降解 → TAA。
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与既往研究对比:
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支持:与2023年Nature Cardiovascular Research提出的“血流紊乱促TAA”观点一致;
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反驳:不同于经典理论认为TAA主因是FBN1突变直接导致ECM缺陷。
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未解决问题:
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其他力学敏感通路(如YAP/TAZ)是否协同作用?
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雷帕霉素的最佳治疗窗口期未明确。
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6. 创新点与学术贡献
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理论创新:提出“力学-mTORC1”轴是MFS-TAA的核心驱动力,超越传统遗传决定论。
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技术贡献:建立可推广的“生物力学-分子通路”研究范式(如应用于其他血管病变)。
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实际价值:
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临床转化:雷帕霉素或可作为MFS-TAA的靶向治疗药物;
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治疗策略:未来或可通过调控血流动力学(如运动干预)延缓TAA。
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总结
该研究通过创新性整合生物力学与分子生物学,揭示了MFS-TAA的新机制,为靶向治疗提供了理论依据,并启发其他力学相关疾病的研究思路。
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