2022年4月22日，北京大学基础医学院生理学与病理生理学系周菁课题组在Circulation Research杂志上发表了题为MFN2 Prevents Neointimal Hyperplasia in Vein Grafts via Destabilizing PFK1的研究论文，发现了动、静脉系统张应变作用下的血管平滑肌细胞的能量代谢途径差异，揭示了机械信号诱导血管平滑肌细胞代谢重编程的新机制（图1）。
冠状动脉旁路移植术是冠状动脉多支病变等重大心血管疾病的最佳临床治疗方法。患者自体静脉是旁路移植血管的常用供体。但是移植静脉桥血管5年内大部分会出现闭塞，10年后通畅率下降至不足一半。作者利用小鼠下腔静脉向颈总动脉异体移植的模型和体外张应变加载模型，研究动-静脉移植后静脉桥再狭窄的原因，发现，由动脉高压作用于静脉管壁所引起的高机械牵张能够通过激活平滑肌细胞内的ROCK/JNK/SP1信号通路，导致线粒体融合蛋白2 （mitofusin 2, MFN2）转录抑制；MFN2的表达不足一方面可以通过抑制由E3泛素连接酶TRIM21介导的PFK1泛素化与降解，使PFK1蛋白含量及细胞糖酵解水平升高，产生Warburg效应；另一方面也可以直接抑制线粒体氧化磷酸化能力。两条途径共同导致了平滑肌细胞发生代谢重编程与过度激活、血管不良重塑及新生内膜形成，造成静脉桥再狭窄。
MFN2是已知的平滑肌细胞增殖的抑制分子, 它能够通过线粒体依赖和非线粒体依赖调节途径发挥功能。作者的研究证实了MFN2是一种机械信号响应蛋白，它的表达受到张应变幅度的影响。该研究发现MFN2可通过其C端与PFK1的两个亚型PFKP和PFKM相互作用，且MFN2的精氨酸735位点和甲硫氨酸747位点对MFN2-PFKP/PFKM互作至关重要。MFN2-PFKP/PFKM互作可促进PFK1与TRIM21的结合及TRIM21介导的PFK1泛素化降解过程。因此，动脉高张应变通过抑制MFN2的表达而使PFK1更为稳定，有氧糖酵解作用增强。
该研究揭示了动、静脉机械牵张作用下的血管平滑肌细胞代谢差异，发现了动脉高机械牵张通过影响MFN2-PFK1相互作用而诱导桥血管平滑肌细胞代谢重编程的机制，为临床上动-静脉移植后血管再狭窄干预提供了新的靶点。
周菁课题组致力于对血流动力学因素（如血流剪切和机械牵张、基质刚度与拓扑等）对血管稳态和疾病的影响机制研究。北京大学基础医学院周菁研究员和庞炜副教授是该研究论文的共同通讯作者，北京大学基础医学院唐园钧博士是该论文的第一作者。研究得到了浙江大学徐清波教授、中国医学科学院阜外医院王淼研究员、北京大学基础医学院生物信息学系周源研究员的大力支持。
