GPRASP1保护内皮天冬氨酸代谢以预防与射血分数保留型心力衰竭相关的肺动脉高压

背景：肺动脉高压（PH）是射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）的一种严重并发症，目前尚无针对性治疗。内皮功能障碍在PH-HFpEF中起着关键作用，但其分子驱动因素尚不明确。方法：转录组分析揭示了PH-HFpEF的内皮特征。通过敲除小鼠内皮特异性GPRASP1（GPCR相关分选蛋白1）评估其在PH-HFpEF病理中的作用。采用多模态代谢组学、同位素追踪、蛋白质组学及机制生化实验映射下游通路并识别可药物靶向的介质。结果：敲除小鼠表现出PH-HFpEF的主要特征，包括肺血管重塑、肺动脉压升高、舒张功能障碍及异常的葡萄糖/脂质代谢。GPRASP1缺失通过稳定天冬酰胺合成酶（ASNS），抑制三羧酸循环活性，优先将天冬氨酸转向天冬酰胺合成而非草酰乙酸生成。该代谢重编程导致ATP耗竭、活性氧积累、内皮一氧化氮合酶失偶联及一氧化氮缺乏。我们发现，除其经典GPCR分选作用外，GPRASP1作为非常规适配蛋白，介导E3泛素连接酶PRKN（Parkin）与ASNS的搭桥，促进ASNS经其C端结构域的PRKN依赖性K48连接泛素化和蛋白酶体降解。同时，在线粒体应激下，GPRASP1增强PRKN与MFN1/2的相互作用，促进其K63连接泛素化及PRKN介导的线粒体自噬。恢复GPRASP1表达或用奥洛帕他定药理抑制ASNS活性，纠正天冬氨酸代谢异常，改善线粒体能量代谢，恢复内皮功能并缓解PH-HFpEF模型的心肺病理改变。结论：本研究揭示了GPRASP1在维持肺内皮稳态中的非常规功能，阐明了连接蛋白质稳态与内皮代谢完整性的GPRASP1-PRKN-ASNS轴，强调天冬氨酸代谢作为心肺疾病中可靶向的脆弱环节。