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全球疾病负担研究(global burden of disease study, GBD)数据显示，脑卒中是我国成人致死、致残的首位病因。颈动脉粥样硬化是全身性动脉硬化在颈动脉的表现，作为颈动脉狭窄的主要原因，CAS的进展已被证实与脑血管缺血性事件的发生密切相关。因此，进一步研究颈动脉粥样硬化的发病机制，寻找新的分子诊疗靶点具有重要的现实意义和理论价值。
动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)是由内膜脂质聚集和慢性炎症共同驱动的病理过程。AS的发生发展是多种细胞相互作用的结果，其中内皮细胞(Endothelial cell, EC)的损伤和功能失调则是AS发生的始动环节。正常EC具有维持血管屏障性、协调白细胞运输及预防血栓形成的作用，多种损伤刺激因素可导致EC向间质细胞转化，即内皮间质转化(Endothelial to mesenchymal transition, EndMT)。发生EndMT的EC丧失内皮特性，EC间的紧密黏着连接逐渐丧失，这将破坏血管壁的选择通透性并驱动炎症细胞浸润。研究发现，动脉斑块病变中发生EndMT的EC数量明显增多，且与纤维帽厚度呈反比。EndMT会使得EC释放促炎趋化因子，导致斑块内新生血管和巨噬细胞浸润，进而加速动脉粥样硬化斑块不稳定破裂。然而，EndMT的发生和维持机制尚不明确。
硫酸酯酶1 (sulfatase 1, SULF1)是近年发现的硫酸酯酶家族的新成员，可选择性水解HS链的6-O-硫酸酯基团以改变硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(heparan sulfate proteoglycans, HSPGs)的硫酸化状态，进而调节HSPG结合多种蛋白配体的能力，参与并影响多种生理和病理进程。目前针对SULF1的研究主要局限于肿瘤研究，其对血管功能的调节作用知之甚少。基于颈动脉斑块的单细胞转录组测序分析也揭示SULF1+ EC与动脉斑块形成和进展密切相关，但其具体机制尚未明确。
2026年5月13日，复旦大学附属中山医院范隆华教授团队、郭宝磊教授团队与南通大学附属医院杨晓虎教授团队，合作在Cardiovascular Research上发表了题为“Histone H3 lysine 18 lactylation-mediated SULF1 transcription promotes atherosclerosis by regulating endothelial-to-mesenchymal transition”的研究论文，阐明了SULF1调控EndMT在动脉粥样硬化中的具体机制，为该疾病的临床防治提供了新的思路与治疗靶点。
研究者通过公共单细胞转录组测序数据(GSE159677)分析邻近正常颈动脉(PA)与颈动脉斑块(AC)里的细胞异质性和功能差异。与正常颈动脉相比，颈动脉斑块中EC比例明显降低，而炎症细胞比例显著上升。进一步进行EC亚群的分析，将EC分为EC1、EC2、EC3和EC4，亚群分析揭示EC1成分比例减少，而EC2成分比例增大。此外，EC2表现出EndMT特征(高表达间充质细胞标志物，包括FN1、ELN、DCN、MGP)。通过单细胞轨迹分析研究细胞之间的差异和相似性，追踪单个细胞随时间变化的过程，提示SULF1在EndMT和AS过程中的重要作用。在人体标本中，对邻近正常动脉(PA)和动脉斑块核心(AC)进行取材，染色分析结果显示，AC标本中内皮成分SULF1表达出现明显上调。
为验证SULF1在内皮细胞中的变化，研究者利用高糖高脂干预内皮细胞，发现高脂高糖条件促进EC中SULF1表达，伴随成纤维标志物表达升高和内皮细胞标志物表达下降，氧化应激损伤促进内皮间充质转化过程，提示SULF1在内皮间质转化中的潜在作用。进一步通过高脂饲料(HFD)喂养ApoE-/-小鼠构建动脉粥样硬化模型，正常饲料(Chow diet)喂养ApoE-/-小鼠为对照组。体内研究显示高脂喂养小鼠斑块负荷显著增加，HE染色显示HFD组中斑块面积显著增大。此外，Masson染色和油红O染色显示HFD组中胶原和脂质含量明显增加。其中，小鼠血管EC中SULF1表达也出现显著的上升。
研究者通过构建SULF1稳定过表达内皮细胞株，发现内皮细胞中SULF1过表达促进内皮细胞间质化改变，伴随成纤维标志物表达升高和内皮细胞标志物表达下降。此外，作者观察到SULF1过表达促进WNT通路激活和SLUG表达升高，而SNAI1不受影响。同时SULF1过表达促进内皮细胞对单核细胞的黏附，并影响内皮细胞成管，降低细胞活性。高脂喂养ApoE-/-小鼠构建AS模型，通过血管内皮细胞特异性腺相关病毒AAV2/9-Tie-m-Sulf1-3xflag在小鼠血管内皮细胞中过表达Sulf1，发现内皮细胞特异性SULF1表达升高加重斑块负荷，伴随胶原和脂质含量增加，表现出不稳定斑块特征。进一步在体内敲低SULF1发现，SULF1敲低减缓了斑块形成。
为了进一步探究SULF1影响EndMT的具体机制，研究者结合转录组测序分析发现，SULF1过表达后铁死亡信号通路被激活，其中血红素加氧酶-1 (HMOX1)为关键铁死亡相关基因。HMOX1通过降解血红素产生铁离子、胆绿素和一氧化碳。在细胞应激(如缺氧、氧化应激)条件下，HMOX1过度表达会导致细胞内铁离子大量释放，铁离子积累可促进芬顿反应，生成活性氧(ROS)，引发脂质过氧化，这是铁死亡的关键特征。为了探究HMOX1在内皮功能障碍中的作用，将HUVEC暴露于血红素以上调HMOX1的表达。HMOX1表达升高导致内皮标志物表达降低，而间充质标志物表达升高，同时增加了SLUG活性而非SNAI1活性。同样，血红素处理的HUVECs出现了明显的形态学变化并抑制了细胞活力，引发了过量的活性氧(ROS)积累、铁过载和脂质过氧化。在人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中，引入siHMOX1对SULF1的表达没有影响；然而，沉默HMOX1减轻了间充质基因表达的增加，并抑制了SULF1诱导的SLUG表达。此外，HMOX1敲低增加了细胞活力，减少了细胞内活性氧(ROS)的积累和Fe2+超载，并减轻了脂质过氧化。去铁胺(DFO, 一种铁螯合剂)有效抑制了HMOX1介导的WNT信号激活、SLUG表达和EndMT。相比之下，铁脂质过氧化清除剂ferrostatin-1 (Fer-1)没有类似效果。此外，WNT通路抑制剂LF3抑制了血红素暴露的内皮细胞中SLUG水平和EndMT的进展。提示HMOX1诱导的铁过载而非脂质过氧化激活WNT/SLUG信号通路，促进EndMT。
作者为了进一步探究氧化应激下SULF1的表达调控，通过能量代谢组学测序发现高糖高脂(HGHL)条件EC中乳酸(LA)积聚。对HGHL条件下的EC泛赖氨酸乳酸化(pan-Kla)水平进行检测，发现乳酸化修饰聚焦于组蛋白水平(15kDa)。使用组蛋白乳酸化位点修饰特异性抗体进一步检测，发现其中H3K18乳酸化(H3K18la)修饰水平显著升高，而H3K9、H3K14和H3K56乳酸化修饰水平无明显改变。细胞免疫荧光结果也提示，HGHL条件下H3K18la荧光强度增加。人体标本中，对邻近正常动脉(PA)和动脉斑块核心(AC)进行蛋白分析结果显示，AC标本中H3K18la表达上调。使用ChIP技术分析结果显示HGHL条件下H3K18la可富集于SULF1启动子区域，伴随SULF1表达增加。而使用糖酵解抑制剂2-DG后可抑制该过程，提示HGHL条件下糖酵解活性增加促进乳酸堆积，促进H3K18乳酸化修饰，从而调节SULF1转录表达。
综上所述，本研究阐明了SULF1在氧化应激诱导的代谢和表观遗传重编程驱动内皮细胞向间充质细胞转化(EndMT)和动脉粥样硬化中的关键作用。这些发现表明，SULF1的上调激活了HMOX1/WNT/SLUG通路并促进EndMT，而抑制SULF1则能保持内皮细胞的完整性，提示靶向SULF1可能是治疗动脉粥样硬化的一种有前景的策略。该工作得到国家自然科学基金、上海市科学技术委员会基金、南通市自然科学基金项目资助。
原文链接：
https://academic.oup.com/cardiovascres/advance-article/doi/10.1093/cvr/cvag078/867723