祝贺！我司助力客户登顶EHJ！华中科技大学团队揭秘核 AGO2介导心肌过度生酮加重HFpEF的分子机制
2026-09-21
中科新生命多组学服务
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随着西式高脂饮食（HFD）的流行，射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）发病率逐渐上升。因HFpEF涉及代谢紊乱、慢性炎症及微血管功能障碍，目前缺乏经大型临床试验验证的有效靶向治疗。酮体（主要为β-羟丁酸，β-OHB）在缺血性心脏病中的保护作用已被报道，但在代谢紊乱背景下心脏内源性酮体生成与利用失衡如何参与HFpEF进展，一直以来都缺乏系统研究。
2026年3月5日，华中科技大学同济医学院附属同济医院陈琛、李华萍与协和医院程翔团队在国际顶尖期刊European Heart Journal（IF=45.3）发表题为“Nuclear AGO2 exacerbates heart failure with preserved ejection fraction through myocardial ketogenesis”的研究论文，阐明核AGO2（Argonaute 2）通过激活HMGCS2转录驱动心肌生酮、导致线粒体功能障碍与心功能恶化的分子机制，为代谢紊乱相关HFpEF提供全新治疗靶点。中科新生命荣幸为该研究提供TMT蛋白质组学检测及数据分析服务。
小鼠模型和人心脏组织。
TMT蛋白质组学、Western blot、免疫荧光、ChIP-PCR等技术。
研究团队采用HFD处理的小鼠模型发现AGO2蛋白在心脏中显著上调。利用心肌细胞特异性cTNT启动子驱动rAAV9-shRNA敲低心肌细胞AGO2后，HFD小鼠的收缩与舒张功能随之改善，LVEF保持>50%，符合HFpEF表型。敲低AGO2后心肌细胞面积减小，心肌细胞凋亡及脂质沉积降低，且体重、血糖及血脂不受影响。在对照组中，AGO2敲低未引起心功能显著变化，表明AGO2对心脏的效应仅在应激条件下显现。
图1 敲低 AGO2 可保护 HFD 诱导的心功能障碍小鼠
研究团队对HFD小鼠心脏进行TMT蛋白质组学分析，发现7个上调与9个下调蛋白。结合人类蛋白质数据库及单细胞测序数据，聚焦到6个心肌细胞表达的差异蛋白。发现仅HMGCS2的上调与BDH1的下调可被AGO2敲低显著逆转。
机制研究揭示：AGO2-ChIP-PCR证实AGO2直接结合Hmgcs2启动子DNA；荧光素酶报告实验表明AGO2过表达直接激活Hmgcs2启动子活性，且依赖AGO2内切核酸酶活性。一系列实验证明在 HFD 诱导的心功能障碍中，HMGCS2 启动子是 AGO2 的直接靶标。
图2 HMGCS2是AGO2直接靶标
HMGCS2是线粒体生酮作用的限速酶。研究人员发现HFD小鼠心脏的β-OHB水平显著上调，而血浆与肝脏β-OHB未受AGO2 敲低影响，提示心脏特异性效应。
为探索β-OHB下游后果，研究团队对β-OHB处理的心肌细胞进行TMT蛋白质组学分析，鉴定出424个上调与365个下调蛋白。WikiPathways分析显示线粒体电子传递链（ETC）通路显著富集，其中UQCR10与ATP5MG在人与小鼠心肌细胞中均呈一致性下调。进一步实验证实β-OHB处理显著降低ATP生成与耗氧率（OCR）。
值得注意的是，HMGCS2敲低减轻心脏脂质蓄积，而β-OHB处理反而导致心肌细胞脂质沉积增加，可能原因是线粒体脂肪酸利用受损。这些结果揭示脂毒性与酮毒性相互强化、共同导致线粒体功能障碍。
图3 AGO2-HMGCS2轴促进心脏生酮
图4 β-OHB蓄积影响线粒体功能
研究人员发现HFD 处理可提高心脏中 Ago2 的 mRNA 水平，提示 Ago2 在这一特定疾病过程中发生了转录激活。JASPAR数据库筛选结合HFD时序分析显示， EGR1与E2F4在衰竭心脏中显著上调。siRNA介导的EGR1敲低可降低AC16细胞中AGO2蛋白水平，ChIP-PCR与荧光素酶报告基因等实验证实EGR1 是 AGO2 的直接上游调控因子。进一步发现经棕榈酸处理的AC16细胞中PKCα（Ser657）及ERK（Thr202/Tyr204）磷酸化水平显著升高，提示AGO2 受 PKCα-ERK-EGR1 通路上调。
亚细胞定位分析显示HFD小鼠心脏AGO2 的核形式与胞质形式均上调。NLS/NES定位实验揭示，核AGO2过表达加剧HFD诱导的心功能障碍，胞质AGO2无此效应；雌性小鼠中，过表达NLS-AGO2同样促进心功能障碍发生发展。得到结论只有核 AGO2 敲低可降低 HMGCS2 水平、减轻脂质沉积，并提升 OCR 与 ATP 生成。
图5 核AGO2加剧心功能障碍
图6 核 AGO2 加剧 HFD 诱导的心功能障碍
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