心脏纤维化是多种慢性和急性心血管疾病中常见的病理特征。心脏纤维化表现为过度产生和沉积胶原蛋白及其他细胞外基质（ECM）蛋白。这种病理性重塑导致心脏结构破坏和心肌功能障碍，最终损害心脏的机械性能、电传导功能、和血管舒张功能。因此，揭示调控心脏纤维化的分子机制对于制定有效的治疗策略至关重要。

2024年9月28日，哈尔滨医科大学药学院杨宝峰院士团队在《Nature Communications》(IF=14.7)上在线发表了题为“Deletion of ASPP1 in myofibroblasts alleviates myocardial fibrosis by reducing p53 degradation”的最新研究成果^[1]。研究发现ASPP1能够直接与去泛素化酶OTUB1结合，从而促进p53的泛素化和降解，抑制成肌纤维细胞的活性，减轻心肌纤维化，并改善心肌梗死后的心脏功能。诺禾致源为该研究提供蛋白质组学技术检测服务。

研究思路

研究结果

1.ASPP1 在心脏纤维化期间上调

图1 纤维化模型中 ASPP1 的上调

为了研究ASPP1在心脏纤维化中的作用，研究人员观察了其在心肌梗死（MI）模型和TGF-β1刺激下的表达变化。心肌梗死四周后，小鼠心脏梗死区的ASPP1 mRNA和蛋白水平均升高。ASPP1在整个MI过程和TGF-β1处理的原代小鼠心脏成纤维细胞（PMCFs）中均呈动态上调趋势。这表明ASPP1可能在心脏纤维化中具有潜在的作用。
2.ASPP1的全身性缺失能够减轻MI后的心脏纤维化

图2 小鼠的整体 ASPP1 耗竭可防止 MI 后心脏纤维化

研究人员利用CRISPR/Cas9技术构建了ASPP1敲除（KO）小鼠，在MI后4周，该小鼠的死亡率由野生型小鼠的49%降至16%，且左心室功能显著改善。ASPP1缺失不仅降低了心脏重量/体重比和梗死面积，还抑制了多种细胞外基质（ECM）蛋白和肌成纤维细胞标志物的表达。研究结果表明，ASPP1缺失有助于防止MI后的左心室不良重塑。
3.肌成纤维细胞中ASPP1的缺失能够抑制纤维化重塑并保护受损心脏功能

图3 心肌成纤维细胞中ASPP1的缺失可防止小鼠心脏纤维化

由于ASPP1缺失对缺血损伤期间的心肌细胞具有保护作用，研究人员构建了特异性敲除心肌成纤维细胞中ASPP1的小鼠（ASPP1-CKO）以探讨其对MI后心脏重塑的影响。ASPP1-CKO小鼠在MI后4周的存活率显著高于对照组，且表现出改善的心脏功能（EF和FS增加）、心脏重量/体重比和梗死面积减小。此外，ASPP1缺失抑制了多种ECM蛋白及成纤维细胞活化标志物的表达，同时对静止标志物Tcf21无影响。4.Hspb1在基因工程模型中抑制AP向CP的进展

图4 ASPP1在体外促进心脏成纤维细胞的活化和胶原蛋白的生成

研究人员通过转染ASPP1 siRNA抑制其在PMCFs中的表达，结果显示，ASPP1沉默降低了经TGF-β1处理的PMCFs中Col1和Fn1的mRNA和蛋白水平，并显著抑制了细胞增殖，导致细胞周期停滞在G0/G1期。相反，ASPP1过表达则增加了Col1和Fn1的mRNA和蛋白水平，促进了成纤维细胞增殖，使α-SMA阳性细胞率显著上升。这些结果表明ASPP1对成纤维细胞的增殖和活化有正向调控作用。5.ASPP1调节心脏成纤维细胞中的p53信号转导

图5 ASPP1负向调节p53蛋白水平

研究发现，ASPP1通过抑制p53来激活心脏成纤维细胞并促进纤维化。ASPP1敲除后，心肌梗死区域的p53蛋白水平恢复，并上调了成纤维细胞中与纤维化相关基因的表达；而p53过表达则抑制了ASPP1引起的纤维化标志物表达。这表明，ASPP1在纤维化中的作用依赖于对p53信号通路的调节。6.ASPP1 通过与 OTUB1 结合来调节 p53 稳定性

图6 ASPP1通过与OTUB1结合调节p53的稳定性

蛋白质组学研究高效鉴定了成纤维细胞中与ASPP1相关的蛋白，并结合功能验证揭示了OTUB1在ASPP1调控p53降解中的重要作用。ASPP1限制OTUB1与p53的结合，促进p53的泛素化和降解，进而调控心脏成纤维细胞的纤维化反应。

研究结论：ASPP1上调通过抑制OTUB1-p53相互作用促进心脏纤维化

图7 ASPP1对心脏纤维化的影响

在MI后的心脏纤维化过程中，ASPP1上调，增加与OTUB1的结合，从而抑制OTUB1与p53相互作用，导致p53的去泛素化减少，使p53的泛素化和降解增强。p53的降解加速了成纤维细胞的细胞周期进程，进而促进心脏纤维化。

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参考文献

[1] Li, Shangxuan et al. “Deletion of ASPP1 in myofibroblasts alleviates myocardial fibrosis by reducing p53 degradation.” Nature communications vol. 15,1 8425. 28 Sep. 2024, doi:10.1038/s41467-024-52739-y