《Life Sciences》:The PRMT-mediated arginine methylation: From molecular mechanisms to therapeutic targets in cardiovascular diseases
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心血管疾病(CVDs)的病理机制复杂,蛋白精氨酸甲基转移酶(PRMTs)通过调控下游信号分子如不对称二甲基精氨酸(ADMA)和一氧化氮合酶(NOS)影响血管内皮细胞和心肌细胞功能,其异常与动脉粥样硬化、高血压、心力衰竭等疾病密切相关。本文系统综述PRMTs在CVDs中的分子机制及靶向治疗潜力。
Jia-Qi Tang|Yang-kai Wang|Qi Shen|Xue-jiao Zhou|Wei-zhong Wang|Xing Tan
海军医科大学(第二军医大学)基础医学科学学院,上海,200433,中国
摘要
心血管疾病(CVDs)是全球非传染性疾病导致死亡的主要原因,对人类健康构成了重大威胁,并给患者和医疗系统带来了沉重的社会经济负担。由于发病机制的复杂性,许多心血管疾病缺乏有效的早期检测方法或能够阻止疾病进展的治疗手段。本文综述了新兴的精氨酸甲基转移酶(PRMTs)的相关研究,以探讨其在心血管疾病中的机制作用和治疗潜力。越来越多的证据表明,CVD患者的PRMTs水平发生了变化,它们通过调节体内其他下游信号分子和酶(如不对称二甲基精氨酸和一氧化氮合酶)的水平和活性直接参与了疾病的发病过程。因此,本文总结了PRMTs的作用机制及其活性调控因素,特别是其在动脉粥样硬化、高血压、心力衰竭、缺血性心脏病和致心律失常性心肌病中的作用。通过阐明PRMTs在这些疾病中的多方面作用,本文旨在为探索其在临床实践中的潜在诊断和治疗价值奠定理论基础。
引言
心血管疾病(CVDs)是全球死亡的主要原因。流行病学数据显示,过去三十年间与CVD相关的死亡人数增加了53.7% [1]。预计从2025年到2050年,CVD的患病率将增加90.0%,到2050年死亡人数将达到3560万 [2]。CVD的发病机制非常复杂,涉及多种相互关联的机制,如血管内皮损伤导致的内皮功能障碍、炎症反应以及心肌重塑和功能障碍。临床实践中已经采用了多种方法来筛查、诊断和治疗CVD,但这些方法仍存在一定的局限性。研究人员广泛研究了CVD的发病机制、风险因素和治疗策略,以应对这一全球健康挑战。
在CVD的发生和发展过程中,异常水平的精氨酸甲基转移酶(PRMTs)会导致不对称二甲基精氨酸(ADMA)的积累以及组蛋白或非组蛋白蛋白的异常甲基化修饰,进而影响细胞内代谢过程,并与血管内皮细胞和心肌细胞的功能障碍相关 [3,4]。此外,ADMA是CVD的重要风险因素,会抑制一氧化氮合酶(NOS)的活性 [5]。因此,升高的ADMA水平会抑制体内重要的血管扩张因子一氧化氮(NO)的生成。异常的一氧化氮水平与多种心血管疾病的发病和进展密切相关。因此,本文全面阐明了PRMTs在多种类型CVD发病机制中的作用,并评估了在临床实践中针对PRMTs进行诊断或治疗的可行性。
章节摘要
PRMTs
PRMTs是一类以S-腺苷-L-蛋氨酸作为甲基供体的甲基转移酶。它们通过甲基化组蛋白或非组蛋白蛋白来调节多种关键的生理过程,包括基因表达、细胞增殖和分化以及免疫反应,从而影响蛋白质的稳定性、定位和相互作用。九个成员组成的PRMTs家族根据催化特异性分为三种类型:I型PRMTs(包括PRMT1、PRMT2、PRMT3)等。
PRMTs与CVDs
PRMTs通过PRMTs/DDAH-ADMA轴参与多种CVD的发病过程。此外,PRMTs还通过不同的信号通路以细胞和组织特异性的方式调节疾病进展。
总结与展望
在未来几十年内,CVD将继续是人类健康的重要威胁因素。因此,研究CVD的发病机制并开发新的检测和治疗方法仍是未来研究的关键方向。目前,PRMTs在CVD中的作用日益受到重视,但对其功能和调控机制的研究仍相对有限。现有研究表明,PRMTs活性的失调会
作者贡献声明
Qi Shen: 软件开发、数据分析。Xue-jiao Zhou: 软件开发、数据分析。Wei-zhong Wang: 监督、数据管理。Xing Tan: 数据分析、资金获取、撰写及审稿编辑。Yang-kai Wang: 撰写及审稿编辑。Jia-Qi Tang: 初始稿撰写。
资助
本研究得到了国家自然科学基金(项目编号:32371163、32571292)和海军医科大学深蓝人才计划(项目编号:23TPSL0101)的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。