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心脏衰老是心力衰竭的重要危险因素，其特征为进行性线粒体功能障碍。心磷脂(Cardiolipin, CL)是维持线粒体功能的关键二聚体磷脂，在衰老心肌细胞中逐渐耗竭，促进线粒体功能衰退。溶酶体降解依赖于v-ATPase (液泡型H⁺-ATP酶)介导的酸化，尽管溶酶体调控磷脂代谢，但其在衰老过程中对CL稳态的作用尚不清楚。

2026年6月17日，重庆医科大学基础医学院王蜀金团队联合荷兰马斯特里赫特大学Jan F.C. Glatz/Joost J.F.P. Luiken教授及中国科学院天津工业生物技术研究所吴信研究员等多家单位，在国际心血管权威期刊Circulation在线发表了题为“Vacuolar H⁺-ATPase preserves cardiolipin homeostasis through the lysosomal mitochondrial axis to restrain cardiac aging”的研究论文。该研究揭示了液泡(H⁺)-ATP酶(V-ATPase)经由溶酶体—线粒体轴调控心磷脂稳态从而延缓心脏衰老的新机制。继2024年3月于Circulation Research及2026年1月于Autophagy报道V-ATPase在糖尿病性心肌病中的关键作用后，该研究团队此番在心脏代谢研究领域再获重要突破。该研究发现，衰老导致心脏NAD⁺水平下降，削弱糖酵解酶醛缩酶(ALDOA)与v-ATPase V₁亚基的相互作用，导致v-ATPase V₀/V₁解离和溶酶体酸化丧失。溶酶体去酸化增加溶酶体膜通透性，使组织蛋白酶B (CTSB)泄漏至线粒体，降解心磷脂合成酶1 (CRLS1)，损害CL合成与重塑。CL缺乏导致线粒体氧化应激和程序性细胞死亡，引发线粒体与心脏功能障碍。遗传或化学抑制v-ATPase及CRLS1可在小鼠模型中复现这些衰老相关缺陷。补充NAD⁺前体β-烟酰胺单核苷酸(NMN)可恢复溶酶体酸化和CL代谢，改善衰老啮齿动物及老年人群的衰老性心肌病。该研究揭示了v-ATPase-CTSB-CRLS1轴作为心脏衰老的关键驱动因素，为抗衰老治疗提供了新靶点。 

研究主要发现：

首先，团队通过蛋白质组学和靶向脂质组学分析不同年龄小鼠心脏，发现衰老伴随心脏NAD⁺水平显著下降、端粒长度缩短。NAD⁺下降导致ALDOA与v-ATPase亚基V₁B2及V₀d1的相互作用显著减弱，从而引起v-ATPase重组障碍。结合免疫荧光和流式细胞术显示，衰老心肌细胞溶酶体酸化(溶酶体酸化探针)显著变化。进一步，靶向脂质组学发现衰老心脏磷脂酰甘油增加，而新生CL和重塑CL减少，单溶血心磷脂(MLCL)/总CL比值升高，提示CL生物合成障碍。关键酶CRLS1和TAZ蛋白表达降低，而PLA2表达增加。 

小鼠心脏RNA测序也提示，衰老心脏氧化应激、纤维化和程序性细胞死亡(凋亡、坏死性凋亡、铁死亡)通路显著激活。衰老伴随抗氧化基因(Gpx4、Cat、Sod2)表达下降，纤维化标志物(Anp、Bnp)升高。程序性细胞死亡标志物全面上调。线粒体氧化磷酸化复合物I、IV、V表达及基础/最大呼吸显著降低。组织学显示心肌细胞肥大、纤维化、线粒体肿胀，超声心动图证实收缩和舒张功能障碍。 

机制研究：CTSB从溶酶体逃逸并靶向降解线粒体CRLS1

为深入探究v-ATPase功能障碍如何导致CL代谢紊乱，研究团队采用D-半乳糖(Dgal)诱导HL-1心肌细胞衰老模型，并以v-ATPase特异性抑制剂BafA1处理作为功能对照。两种处理均导致溶酶体酸化丧失，与体内衰老数据一致。亚细胞组分分离显示，Dgal/BafA1处理后CTSB和CTSD从溶酶体向胞质转移，免疫荧光显示CTSB染色由颗粒状变为弥漫性分布且与溶酶体标志物LAMP1共定位减少。酶活性测定发现，仅CTSB在胞外保持显著升高的蛋白酶活性，而CTSD活性无变化，这与CTSB独特的“闭合环”结构使其在中性pH下仍保留部分活性有关。

有趣的是，溶酶体膜通透性增加伴随溶酶体-线粒体接触位点增多，表现为溶酶体RAB7与线粒体RabGAP—TBC1D15的相互作用增强。免疫荧光证实CTSB线粒体定位增加。蛋白对接软件GRAMM-X预测CTSB可直接结合CRLS1 (结合能-24.0 kcal/mol)，共免疫沉淀和邻近连接实验进一步证实CTSB-CRLS1相互作用随衰老增强。使用CTSB特异性抑制剂CA-074甲基酯处理可完全保护Dgal诱导的CRLS1和TAZ蛋白降解，恢复新生CL含量，而不影响正常细胞中定位于溶酶体内的CTSB。这些结果表明，衰老或v-ATPase抑制导致CTSB从去酸化溶酶体逃逸，通过溶酶体-线粒体接触位点进入线粒体并降解CRLS1，从而破坏CL合成。

遗传学验证：v-ATPase失活和CRLS1表达降低是心脏衰老的因果驱动因素

为获得遗传学证据，研究团队构建了两种心脏特异性v-ATPase敲除小鼠模型：V₀d2全敲除(V₀d2^flox/flox-Myh6-Cre, V₀d2-mHom)和V1G1杂合敲除(V₁G1^flox/--Myh6-Cre, V₁G1-mHet)，同时构建心脏特异性CRLS1杂合敲除(Crls1^flox/--Myh6-Cre, Crls1-mHet)小鼠。三种基因敲除模型均独立复现了衰老相关的完整表型谱：v-ATPase解离、溶酶体碱化、胞外CTSB激活、CTSB-CRLS1相互作用增强、CL代谢酶表达紊乱(CRLS1/TAZ降低、PLA2升高)、新生CL/重塑CL减少、MLCL增加、OXPHOS复合物降低、线粒体呼吸受损、抗氧化能力下降、程序性细胞死亡激活、心肌细胞肥大、纤维化、线粒体肿胀及收缩/舒张功能障碍。值得注意的是，D-半乳糖处理在v-ATPase敲除小鼠中未产生额外负面效应，提示v-ATPase功能障碍是衰老诱导心脏损伤的关键节点，通路已达到饱和。两种v-ATPase敲除小鼠和CRLS1敲除小鼠均表现出寿命缩短。这些遗传学证据确立了v-ATPase-CTSB-CRLS1轴在心脏衰老中的因果作用。 

治疗策略探索：NMN通过再激活v-ATPase发挥抗衰老心脏保护作用

基于上述机制，研究团队探索了靶向干预策略。外源性CL补充(100-400 nM)无法被心肌细胞摄取，不能改善Dgal诱导的OXPHOS复合物下降和心肌细胞收缩功能障碍，提示直接补充CL并非理想治疗策略。过表达CRLS1虽可部分改善CL生成和线粒体功能，但基因治疗的应用前景受限。

研究团队转而评估NAD⁺前体NMN的治疗潜力。此前研究表明，NMN可通过增加糖酵解通量促进ALDOA与v-ATPase V₁亚基结合。本研究中，NMN补充显著逆转了Dgal诱导的NAD⁺下降、v-ATPase解离、溶酶体碱化、胞外CTSB活性升高、线粒体CTSB定位、线粒体ROS产生、CRLS1降解、新生CL减少、抗氧化能力下降、OXPHOS复合物降低、线粒体呼吸受损、线粒体膜电位下降及心肌细胞收缩功能障碍。关键的是，这些保护作用在BafA1处理或V1B2/Nmnat1沉默后完全消失，证实NMN的所有抗衰老效应均依赖于NAD⁺-v-ATPase-溶酶体酸化这一信号轴。

体内实验进一步验证，D-半乳糖诱导的衰老小鼠和24月龄生理性衰老小鼠经NMN补充(饮水中500 mg/L，8周)后，端粒长度、NAD⁺代谢酶表达、NAD⁺水平、ALDOA-v-ATPase相互作用、v-ATPase组装、溶酶体酸化、CTSB释放、CRLS1/TAZ蛋白水平、CL亚类含量、OXPHOS复合物表达、线粒体呼吸、抗氧化能力、程序性细胞死亡标志物、心肌肥大/纤维化程度及超声心动图参数均得到显著改善。而在V0d2或V1G1敲除的衰老小鼠中，NMN的保护作用几乎完全丧失，进一步证明NMN的心脏保护效应完全依赖于v-ATPase再激活。 

临床转化：老年患者心脏CL代谢紊乱及NMN人体试验初步疗效

为将研究发现向临床转化，研究团队检测了心脏手术患者右心房组织。与26-53岁年轻组相比，60-78岁老年组患者右心房组织中新生CL和重塑CL含量显著降低，MLCL含量升高，MLCL/总CL比值增加。CRLS1和TAZ蛋白表达下降，PLA2表达升高，伴随OXPHOS复合物II和V降低、抗氧化基因表达下降、心脏肥大标志物(血浆ANP、BNP)升高及超声心动图显示的左心室射血分数和短轴缩短率降低。这些变化与衰老小鼠模型高度一致，证实了CL代谢紊乱在人类心脏衰老中的保守性。

最后，研究团队开展了一项非盲临床试验，8名62-77岁健康老年人每日口服NMN 300mg，持续60天。结果显示，血浆NAD⁺水平在第30天和第60天显著升高，端粒长度增加，抗氧化酶SOD活性增强，心脏肥大标志物ANP降低。虽然第60天部分参与者LDH、CK和CK-MB有升高趋势，但临床意义尚不明确。这些初步人体数据支持NMN通过提升NAD⁺水平改善老年人群氧化应激状态和心脏功能的潜力。 

综上，本研究首次揭示了衰老心脏中“NAD⁺-ALDOA-v-ATPase-CTSB-CRLS1”信号轴调控心磷脂代谢和线粒体稳态的新机制。该研究不仅拓展了对溶酶体-线粒体互作在心脏衰老中作用的认识，也为衰老性心肌病治疗提供了新的理论依据和潜在药物靶点。NMN通过激活v-ATPase发挥心脏保护作用的发现，为临床抗衰老干预提供了新的研究方向。

该论文独立通讯作者王蜀金博士为重庆医科大学附属第一医院特聘教授及基础医学院副研究员/PI，长期聚焦“溶酶体稳态与代谢性心功能损伤”研究。重庆医科大学附属第一医院帖红涛博士后、潘敏副教授，重庆医科大学基础医学院侯梦倩博士以及中国科学院天津工业生物技术研究所李雨蒙副研究员为共同第一作者。该研究受国家自然科学基金等项目资助。

原文链接：

https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.125.078376

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