GPRASP1 schützt den Endothelstoffwechsel von Aspartat, um pulmonale Hypertonie im Zusammenhang mit Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion zu verhindern

HINTERGRUND: Pulmonale Hypertonie (PH) ist eine schwerwiegende Komplikation der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (HFpEF), für die derzeit keine zielgerichteten Therapien zur Verfügung stehen. Eine endotheliale Dysfunktion spielt eine entscheidende Rolle bei PH, die mit HFpEF assoziiert ist (PH-HFpEF), doch ihre molekularen Treiber sind bislang wenig definiert. METHODEN: Die Transkriptom-Analyse enthüllte endotheliale Merkmale von PH-HFpEF. Ein endothelspezifischer GPRASP1-Deletionstest (GPCR G-Protein-gekoppelter Rezeptor-assoziiertes Sortierprotein 1-Deletion) in Mäusen wurde durchgeführt, um seine Beteiligung an der PH-HFpEF-Pathologie zu untersuchen. Multimodale Metabolomik, Isotopenverfolgung, Proteomik und mechanistische biochemische Assays wurden verwendet, um nachgelagerte Signalwege zu kartieren und medikamentös beeinflussbare Mediatoren zu identifizieren. ERGEBNISSE: Knockout-Mäuse zeigten wesentliche Merkmale von PH-HFpEF, einschließlich pulmonaler Gefäßremodelierung, erhöhtem pulmonalem Druck, diastolischer Dysfunktion und abnormem Glukose-/Lipidstoffwechsel. Der Verlust von GPRASP1 beeinträchtigte die Aktivität des Tricarbonsäurezyklus, indem ASNS (Asparaginsynthetase) stabilisiert wurde, was bevorzugt Aspartat zugunsten der Asparaginsynthese gegenüber der Oxalacetatproduktion umlenkte. Diese metabolische Umlenkung führte zu Adenosintriphosphat-Mangel, Akkumulation reaktiver Sauerstoffspezies, Entkopplung der endothelialen Stickstoffmonoxid-Synthase und Stickstoffmonoxid-Defizienz. Wir entdeckten, dass GPRASP1 über seine klassische Rolle beim GPCR-Sorting hinaus als nichtkanonisches Adapterprotein fungierte, das die E3-Ubiquitin-Ligase PKN (Parkin) und ASNS zusammenführte und so PRKN-abhängige K48-verkettete Ubiquitinierung und proteasomale Degradation von ASNS über seine C-terminale Domäne förderte. Parallel dazu verstärkte GPRASP1 bei mitochondrialem Stress die Interaktionen von PRKN mit MFN1/2, erhöhte deren K63-verknüpfte Ubiquitinierung und erleichterte die PRKN-vermittelte Mitophagie. Die Wiederherstellung der GPRASP1-Expression oder die pharmakologische Hemmung der ASNS-Aktivität mit Olopatadin normalisierte die Aspartatnutzung, verbesserte die mitochondriale Bioenergetik, rettete die endotheliale Funktion und milderte die kardiopulmonale Pathologie in PH-HFpEF-Modellen. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Unsere Befunde enthüllen eine nichtkanonische Rolle von GPRASP1 bei der Erhaltung der pulmonalen endothelialen Homöostase und beschreiben eine neuartige GPRASP1-PRKN-ASNS-Achse, die Proteostase mit endothelialer metabolischer Integrität verbindet und den Aspartatstoffwechsel als angreifbare Schwachstelle in der kardiopulmonalen Erkrankung hervorhebt.