射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)已成为全球心血管疾病领域的研究重点,其复杂的病理生理机制涉及多种代谢紊乱。近日,发表于《Nature Communications》的一项研究深入探讨了丙酮酸代谢关键酶Dlat(二氢硫辛酰胺乙酰转移酶)在HFpEF心肌能量代谢重编程中的核心作用。
研究团队通过对HFpEF模型小鼠及临床样本的分析发现,心肌细胞内的代谢平衡被打破,脂肪酸氧化(FAO)受损是其主要特征。实验数据表明,Dlat在HFpEF心脏中表现出显著的上调趋势。作为丙酮酸脱氢酶复合物(PDC)的核心催化亚基,Dlat的异常表达不仅影响了糖代谢的通量,更通过非酶促机制诱导了线粒体蛋白的广泛高乙酰化。
进一步的分子机制研究揭示,Dlat水平的升高导致线粒体基质内乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)水平失衡,进而促进了线粒体蛋白赖氨酸残基的非酶促乙酰化修饰。这种高乙酰化修饰直接抑制了脂肪酸氧化关键酶的活性,导致心肌细胞能量供应由高效的脂肪酸氧化向低效的糖酵解转变,加剧了心肌的舒张功能障碍。
通过基因敲除及药理学抑制实验,研究人员证实了下调Dlat表达或抑制其相关代谢通路,能够有效减轻线粒体蛋白的乙酰化水平,恢复脂肪酸氧化能力,并改善HFpEF小鼠的心脏舒张功能。这一发现为理解心力衰竭中的代谢重塑提供了全新的视角,提示靶向Dlat介导的乙酰化修饰可能是治疗HFpEF的潜在代谢干预策略。
Journal Reference: Pyruvate metabolism enzyme Dlat induces mitochondria protein hyperacetylation to limit fatty acid oxidation in the HFpEF heart, Nature Communications.