研究背景
冠状动脉粥样硬化是冠心病发生发展的核心病理基础，但其早期分子变化仍不清楚。既往研究多来自动物模型、非冠状动脉血管或终末期斑块组织，难以反映人冠状动脉从正常到早期斑块形成的连续变化过程。
2026年5月12日，Cedars-Sinai医学中心、Wake Forest大学医学院和Virginia Tech等机构联合团队在 European Heart Journal 发表题为"Molecular mechanism leading to human coronary atherosclerosis assessed by proteomic analysis and RNA sequences"的研究。该研究使用死于创伤且生前无冠状动脉疾病临床怀疑的年轻成人冠状动脉尸检样本，结合蛋白质组学、RNA-seq、公开单细胞转录组验证和人动脉类器官模型，系统描绘了人冠状动脉粥样硬化早期发生发展的分子轨迹，并寻找潜在调控因子和治疗靶点。
实验设计
本研究纳入322例生前无冠状动脉疾病临床怀疑的尸检个体，平均年龄34.1岁（15-59岁），由于部分个体同时获得左主干和近端左前降支样本，共获得397个近端冠状动脉节段，病变程度覆盖正常血管、脂纹、纤维斑块及部分复杂/钙化病变。研究对全部样本进行蛋白质组学分析，其中106个样本同步开展RNA-seq。
数据分析方面，作者利用PHATE构建冠状动脉粥样硬化的“分子伪时间”，模拟疾病从正常血管向斑块进展的连续过程；进一步通过CAM无监督去卷积分析识别蛋白质组潜在特征模块（proteomic latent features，LFs），并结合RNA-seq、机器学习、单细胞数据筛选可能调控LF模块的转录因子，并在人动脉类器官中进行功能验证。
研究整体流程
研究结果
01. 冠状动脉早期粥样硬化伴随广泛蛋白质组重塑
研究共鉴定出917个与冠状动脉粥样硬化相关的蛋白，约占分析蛋白总数的42%。其中有383个蛋白在此前并未被明确关联到与动脉粥样硬化、冠状动脉疾病或心脏病相关，提示人冠状动脉早期病变中仍存在大量未被充分认识的分子变化。
细胞类型映射显示，疾病相关蛋白来源于多种血管壁细胞类型，包括内皮细胞、周细胞和平滑肌细胞，也包括外膜细胞及炎症细胞等。通路富集结果进一步提示，这些蛋白不仅涉及炎症相关过程，还富集于神经系统发育、轴突导向、中性粒细胞脱颗粒和细胞呼吸等生物学过程（Fig. S6 A-C)。
Figure S6 疾病相关蛋白与功能富集
02. 分子伪时间重建冠状动脉粥样硬化进展轨迹
研究基于831个冠状动脉粥样硬化相关蛋白构建PHATE分子伪时间（Fig. 2A）。结果显示，分子进展程度随病理分级从完全正常样本、脂纹、脂纹/纤维斑块混合病变到纤维斑块呈显著递增趋势，说明蛋白质组状态能够反映冠状动脉粥样硬化的连续分子进展。
此外，分子伪时间与年龄显著相关（Fig. 2C），并呈现性别差异。研究发现，男性和女性的分子疾病进展程度均随年龄增加而升高；但女性达到相同分子疾病进展水平的年龄晚于男性，这与年龄、性别和动脉粥样硬化疾病风险之间已知的关系一致，也进一步支持该分子疾病进展指标的生物学合理性。
Figure 2 基于蛋白质组数据的流形学习分析与潜在特征模块识别
03. 四个蛋白模块揭示疾病不同阶段的核心分子事件
CAM无监督去卷积分析共识别出7个蛋白质组潜在特征模块（Fig. 2D-E），其中LF2、LF4、LF6和LF7与疾病的分子进展显著相关（Fig. 2F-G）。
LF6在疾病早期迅速下降，富含与β-氧化和氧化磷酸化有关的线粒体蛋白，尤其与周细胞和血管平滑肌细胞相关（Fig. 3A-B），提示线粒体能量代谢异常可能是冠状动脉粥样硬化启动阶段的重要事件。
LF2同样在早期下降，主要涉及细胞-细胞连接、细胞-基质相互作用，包括L1CAM，与神经黏附、轴突迁移和生长相关的分子；在人类血管组织中，这些LF2 SGs在外膜成纤维细胞和基质细胞中表达丰富，提示外膜成纤维细胞和神经相关调控可能参与早期病变。
LF4在LF2和LF6的早期变化后，显著升高，L4主要由脂质负荷巨噬细胞及其他抗原呈递细胞表达的炎症蛋白构成,包括CD14、CD163等相关标志物。
LF7呈双相变化，先升高后下降，主要由血管平滑肌细胞相关蛋白构成，包括CNN1、SMTN等提示收缩表型的蛋白。这一模式与早期血管平滑肌细胞增殖和迁移相一致；并可能随后在较成熟的粥样硬化病变中发生向巨噬细胞样表型的转换。
Figure 3 潜在特征标志蛋白的本体注释与功能映射
04. 单细胞数据验证蛋白模块的细胞来源
作者进一步利用公开人冠状动脉单细胞RNA-seq数据验证上述蛋白模块。结果显示，LF2在外膜神经相关细胞、成纤维细胞和内皮细胞中表达明显，但在冠状动脉疾病样本中整体下降；LF4在脂质负荷巨噬细胞、浆细胞和B细胞中显著上调，并在多种动脉壁常驻细胞中呈广泛升高；LF6相关基因在多数细胞类型中均有表达，但在冠状动脉疾病样本中普遍下降，脂质负荷巨噬细胞除外；LF7主要与平滑肌细胞和周细胞相关，在疾病样本中平滑肌细胞内表达下降，而周细胞内表达升高（Fig. 4A-E）。
这一结果表明，蛋白质组学识别出的LF模块在外部人冠状动脉单细胞RNA-seq数据中得到了独立验证，确认了蛋白质组学中发现的LF模块具有可解释的细胞来源和疾病相关变化。
Figure 4 潜在特征标志基因在人冠状动脉细胞中的表达分布
05. MLXIPL被验证为早期疾病相关蛋白模块的调控因子
通过RNA-seq结合机器学习和单细胞数据验证，筛选出多个可能调控LF模块的转录因子。其中MLXIPL同时与LF2和LF6正相关，在人动脉类器官模型中（Fig. 9A），通过腺病毒介导MLXIPL过表达和敲低（Fig. 9B），并进行蛋白质组学验证。结果显示，MLXIPL水平变化能够显著影响LF2和LF6相关蛋白表达（Fig. 9D-E），支持MLXIPL是调控冠状动脉粥样硬化早期LF2和LF6蛋白模块的重要候选转录因子。
Figure 9 人动脉类器官验证MLXIPL对LF2和LF6的调控作用
总结与展望
本研究构建了从正常冠状动脉到临床前粥样硬化斑块的分子进展图谱；并发现早期病变主要伴随线粒体能量代谢相关蛋白下降、外膜/基质及神经相关调控变化，随后出现脂质负荷巨噬细胞和抗原呈递细胞参与的炎症反应增强。此外，MLXIPL被验证与LF2和LF6早期蛋白模块相关，提示其可能是冠状动脉粥样硬化早期干预的重要候选调控因子。该研究为理解人冠状动脉粥样硬化早期机制提供了系统性多组学证据。
原文链接：https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehag166
研究背景
冠状动脉粥样硬化是冠心病发生发展的核心病理基础，但其早期分子变化仍不清楚。既往研究多来自动物模型、非冠状动脉血管或终末期斑块组织，难以反映人冠状动脉从正常到早期斑块形成的连续变化过程。
2026年5月12日，Cedars-Sinai医学中心、Wake Forest大学医学院和Virginia Tech等机构联合团队在 European Heart Journal 发表题为"Molecular mechanism leading to human coronary atherosclerosis assessed by proteomic analysis and RNA sequences"的研究。该研究使用死于创伤且生前无冠状动脉疾病临床怀疑的年轻成人冠状动脉尸检样本，结合蛋白质组学、RNA-seq、公开单细胞转录组验证和人动脉类器官模型，系统描绘了人冠状动脉粥样硬化早期发生发展的分子轨迹，并寻找潜在调控因子和治疗靶点。
实验设计
本研究纳入322例生前无冠状动脉疾病临床怀疑的尸检个体，平均年龄34.1岁（15-59岁），由于部分个体同时获得左主干和近端左前降支样本，共获得397个近端冠状动脉节段，病变程度覆盖正常血管、脂纹、纤维斑块及部分复杂/钙化病变。研究对全部样本进行蛋白质组学分析，其中106个样本同步开展RNA-seq。
数据分析方面，作者利用PHATE构建冠状动脉粥样硬化的“分子伪时间”，模拟疾病从正常血管向斑块进展的连续过程；进一步通过CAM无监督去卷积分析识别蛋白质组潜在特征模块（proteomic latent features，LFs），并结合RNA-seq、机器学习、单细胞数据筛选可能调控LF模块的转录因子，并在人动脉类器官中进行功能验证。
研究整体流程
研究结果
01. 冠状动脉早期粥样硬化伴随广泛蛋白质组重塑
研究共鉴定出917个与冠状动脉粥样硬化相关的蛋白，约占分析蛋白总数的42%。其中有383个蛋白在此前并未被明确关联到与动脉粥样硬化、冠状动脉疾病或心脏病相关，提示人冠状动脉早期病变中仍存在大量未被充分认识的分子变化。
细胞类型映射显示，疾病相关蛋白来源于多种血管壁细胞类型，包括内皮细胞、周细胞和平滑肌细胞，也包括外膜细胞及炎症细胞等。通路富集结果进一步提示，这些蛋白不仅涉及炎症相关过程，还富集于神经系统发育、轴突导向、中性粒细胞脱颗粒和细胞呼吸等生物学过程（Fig. S6 A-C)。
Figure S6 疾病相关蛋白与功能富集
02. 分子伪时间重建冠状动脉粥样硬化进展轨迹
研究基于831个冠状动脉粥样硬化相关蛋白构建PHATE分子伪时间（Fig. 2A）。结果显示，分子进展程度随病理分级从完全正常样本、脂纹、脂纹/纤维斑块混合病变到纤维斑块呈显著递增趋势，说明蛋白质组状态能够反映冠状动脉粥样硬化的连续分子进展。
此外，分子伪时间与年龄显著相关（Fig. 2C），并呈现性别差异。研究发现，男性和女性的分子疾病进展程度均随年龄增加而升高；但女性达到相同分子疾病进展水平的年龄晚于男性，这与年龄、性别和动脉粥样硬化疾病风险之间已知的关系一致，也进一步支持该分子疾病进展指标的生物学合理性。
Figure 2 基于蛋白质组数据的流形学习分析与潜在特征模块识别
03. 四个蛋白模块揭示疾病不同阶段的核心分子事件
CAM无监督去卷积分析共识别出7个蛋白质组潜在特征模块（Fig. 2D-E），其中LF2、LF4、LF6和LF7与疾病的分子进展显著相关（Fig. 2F-G）。
LF6在疾病早期迅速下降，富含与β-氧化和氧化磷酸化有关的线粒体蛋白，尤其与周细胞和血管平滑肌细胞相关（Fig. 3A-B），提示线粒体能量代谢异常可能是冠状动脉粥样硬化启动阶段的重要事件。
LF2同样在早期下降，主要涉及细胞-细胞连接、细胞-基质相互作用，包括L1CAM，与神经黏附、轴突迁移和生长相关的分子；在人类血管组织中，这些LF2 SGs在外膜成纤维细胞和基质细胞中表达丰富，提示外膜成纤维细胞和神经相关调控可能参与早期病变。
LF4在LF2和LF6的早期变化后，显著升高，L4主要由脂质负荷巨噬细胞及其他抗原呈递细胞表达的炎症蛋白构成,包括CD14、CD163等相关标志物。
LF7呈双相变化，先升高后下降，主要由血管平滑肌细胞相关蛋白构成，包括CNN1、SMTN等提示收缩表型的蛋白。这一模式与早期血管平滑肌细胞增殖和迁移相一致；并可能随后在较成熟的粥样硬化病变中发生向巨噬细胞样表型的转换。
Figure 3 潜在特征标志蛋白的本体注释与功能映射
04. 单细胞数据验证蛋白模块的细胞来源
作者进一步利用公开人冠状动脉单细胞RNA-seq数据验证上述蛋白模块。结果显示，LF2在外膜神经相关细胞、成纤维细胞和内皮细胞中表达明显，但在冠状动脉疾病样本中整体下降；LF4在脂质负荷巨噬细胞、浆细胞和B细胞中显著上调，并在多种动脉壁常驻细胞中呈广泛升高；LF6相关基因在多数细胞类型中均有表达，但在冠状动脉疾病样本中普遍下降，脂质负荷巨噬细胞除外；LF7主要与平滑肌细胞和周细胞相关，在疾病样本中平滑肌细胞内表达下降，而周细胞内表达升高（Fig. 4A-E）。
这一结果表明，蛋白质组学识别出的LF模块在外部人冠状动脉单细胞RNA-seq数据中得到了独立验证，确认了蛋白质组学中发现的LF模块具有可解释的细胞来源和疾病相关变化。
Figure 4 潜在特征标志基因在人冠状动脉细胞中的表达分布
05. MLXIPL被验证为早期疾病相关蛋白模块的调控因子
通过RNA-seq结合机器学习和单细胞数据验证，筛选出多个可能调控LF模块的转录因子。其中MLXIPL同时与LF2和LF6正相关，在人动脉类器官模型中（Fig. 9A），通过腺病毒介导MLXIPL过表达和敲低（Fig. 9B），并进行蛋白质组学验证。结果显示，MLXIPL水平变化能够显著影响LF2和LF6相关蛋白表达（Fig. 9D-E），支持MLXIPL是调控冠状动脉粥样硬化早期LF2和LF6蛋白模块的重要候选转录因子。
Figure 9 人动脉类器官验证MLXIPL对LF2和LF6的调控作用
总结与展望
本研究构建了从正常冠状动脉到临床前粥样硬化斑块的分子进展图谱；并发现早期病变主要伴随线粒体能量代谢相关蛋白下降、外膜/基质及神经相关调控变化，随后出现脂质负荷巨噬细胞和抗原呈递细胞参与的炎症反应增强。此外，MLXIPL被验证与LF2和LF6早期蛋白模块相关，提示其可能是冠状动脉粥样硬化早期干预的重要候选调控因子。该研究为理解人冠状动脉粥样硬化早期机制提供了系统性多组学证据。
原文链接：https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehag166
