Knockdown of CDCP1 Inhibits ox-LDL-Induced Phenotypic Transition and Lipid Accumulation in Vascular Smooth Muscle Cells via Downregulating the ITGB4/PI3K/AKT Pathway

تُبطّن الشرايين التي تحمل الدم في جميع أنحاء الجسم طبقة من خلايا العضلات الملساء. وفي الظروف العادية، تعمل هذه الخلايا مثل الجدران القوية والمرنة لخرطوم الحديقة، حيث تحافظ على شكل الوعاء وتساعد في تنظيم تدفق الدم. ومع ذلك، عندما يتعرض الجسم لمستويات عالية من الكوليسترول الضار أو الالتهاب المزمن، يمكن لهذه الخلايا أن تمر بتغير دراماتيكي؛ إذ تفقد دورها الهيكلي وتبدأ في التصرف كخلايا مناعية، وتحديداً الخلايا البلعمية (الماكروفاج). في هذه الحالة الجديدة، تبدأ الخلايا في التهام الجزيئات الدهنية، وتنتفخ بقطرات الدهون، وتطلق إشارات تعزز الالتهاب. ويعد هذا التحول خطوة حاسمة في تطور تصلب الشرايين، وهو تصلب وتضيق الشرايين الذي يؤدي إلى النوبات القلبية والسكتات الدماغية. وبينما كان الأطباء يعلمون منذ فترة طويلة حدوث هذا التحول، إلا أن المفاتيح الجزيئية المحددة التي تقلب الخلايا من حالة وقائية إلى حالة خطيرة ظلت لغزاً كبيراً إلى حد كبير.

لقد حدد فريق من الباحثين في مستشفى جامعة الجنوب للعلوم والتكنولوجيا أحد هذه المفاتيح. فمن خلال دراسة عينات من الأنسجة البشرية وإجراء تجارب على الفئران والخلايا في المختبر، وجدوا أن بروتيناً يسمى CDCP1 يلعب دوراً مركزياً في دفع هذا التحول الضار. وتشير أعمالهم إلى أنه عندما يتواجد CDCP1 بكميات كبيرة، فإنه يشجع خلايا العضلات الملساء على تغيير هويتها وتراكم الدهون، مما يسرع من تكوين لويحات الشرايين. وتتبع دراستهم، التي نُشرت مؤخراً، مسار هذا البروتين من سطح الخلية وصولاً إلى التعليمات الجينية داخلها، مما يكشف عن سلسلة من الأحداث التي قد توفر طريقة جديدة للتفكير في علاج أمراض القلب والأوعية الدموية.

بدأ التحقيق بالبحث عن أدلة مخبأة في البيانات الموجودة. حلل الباحثون المعلومات الجينية من أنسجة لويحات الشرايين البشرية، وقارنوها بعينات الأنسجة الأكثر صحة. كانوا يبحثون عن جينات تعمل باستمرار في الشرايين المصابة؛ وقد أشارت عملية الفحص الرقمي إلى أن CDCP1 هو جين أكثر نشاطاً بشكل ملحوظ في اللويحات مقارنة بالأنسجة الطبيعية. وللتأكد من هذه النتيجة في نظام حي، قام الفريق بتغذية الفئران بنظام غذائي عالي الدهون لتحفيز تصلب الشرايين. وبعد اثني عشر أسبوعاً، طورت الفئران ترسبات دهنية كبيرة في شرايينها، تماماً مثل الحالة البشرية. وعندما فحص الباحثون شرايين هذه الفئران، وجدوا أن مستويات CDCP1 كانت بالفعل أعلى بكثير في مناطق اللويحات مقارنة بالأجزاء السليمة. وقد أكد ذلك أن البروتين ليس مجرد عابر سبيل، بل هو مرتبط ارتباطاً وثيقاً بعملية المرض في كل من البشر والحيوانات.

بعد ذلك، أراد العلماء معرفة ما يفعله CDCP1 بالضبط داخل الخلايا. قاموا بزراعة خلايا عضلات وعائية من الفئرس في طبق وتعريضها لبروتين دهني منخفض الكثافة المؤكسد، وهو نوع من الكوليسترول الضار الذي يحفز المرض. وكما هو متوقع، بدأت الخلايا تتغير؛ فتوقفت عن التصرف كعضلات وبدأت تتصرف كخلايا مناعية آكلة للدهون، حيث امتصت المزيد من الكوليسترول وتراكمت فيها قطرات الدهون. والأهم من ذلك، أنتجت الخلايا المزيد من CDCP1 خلال هذه العملية. ولاختبار ما إذا كان CDCP1 هو المسبب فعلياً لهذه التغييرات، استخدم الباحثون تقنية لإسكات الجين المسؤول عن صنع البروتين. وعندما خفضوا كمية CDCP1 في الخلايا، توقفت التغييرات الضارة؛ حيث احتفظت الخلايا بخصائصها الشبيهة بالعضلات، وأنتجت إشارات التهابية أقل، والأهم من ذلك، امتصت دهوناً أقل بكثير. وقد انخفضت قطرات الدهون التي تملأ الخلايا عادةً بشكل كبير، مما يشير إلى أنه بدون CDCP1، تكون الخلايا محمية من التأثيرات السامة للكوليسترول.

ولفهم كيف يمارس هذا البروتين مثل هذا التحكم، نظر الفريق بعمق أكبر في شبكة الإشارات الداخلية للخلية. قاموا بتسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) من الخلايا التي تحتوي على CDCP1 وتلك التي لا تحتوي عليه لمعرفة الجينات الأخرى التي تأثرت. كشف التحليل أنه عند إسكات CDCP1، يصبح مسار محدد يُعرف باسم مسار PI3K/AKT أقل نشاطاً. وهذا المسار هو خط اتصال معروف داخل الخلايا غالباً ما يدفع النمو والبقاء. ووجد الباحثون أن CDCP1 يعمل من خلال الحفاظ على استقرار ونشاط بروتين آخر يسمى ITGB4. يعمل ITGB4 كمحفز لمسار PI3K/AKT. وفي وجود مستويات عالية من CDCP1، يظل ITGB4 مستقراً، ويبقى المسار في حالة تشغيل، وتتحول الخلايا إلى خلايا مليئة بالدهون والالتهابات. ومع ذلك، عند إزالة CDCP1، يتفكك ITGB4 بسرعة أكبر، وينطفئ المسار، وتظل الخلايا سليمة.

ثم بحث الفريق في كيفية حفاظ CDCP1 على استقرار ITGB4 بدقة. واكتشفوا أن CDCP1 لا يغير مقدار ما تصنعه الآلية الجينية للخلية من ITGB4، بل يعمل كدرع يمنع رسالة ITGB4 من التحلل في وقت مبكر جداً. في الخلايا التي تم فيها إسكات CDCP1، تحللت رسالة ITGB4 بسرعة، مما أدى إلى انخفاض في مستويات البروتين اللازمة لدفع المرض. وتفسر هذه الآلية سبب تصرف الخلايا بشكل مختلف: فبدون التأثير الوقائي لـ CDCP1، تتلاشى الإشارة للتحول إلى نوع خلوي ضار. ولإثبات هذا الارتباط، أجرى الباحثون تجربة إنقاذ؛ حيث قاموا بإسكات CDCP1 ثم أضافوا اصطناعياً مستويات عالية من ITGB4 أو قاموا بتنشيط المسار اللاحق مباشرة. في هذه الحالات، عادت الخلايا لتصبح من النوع الضار المتراكم للدهون، حتى بدون وجود CDCP1. وقد أكد ذلك أن الوظيفة الرئيسية لـ CDCP1 في هذا السياق هي الحفاظ على مستويات ITGB4، والتي بدورها تنشط المسار الذي يدفع المرض.

تقدم النتائج صورة أوضح لكيفية تقدم تصلب الشرايين على المستوى الخلوي. وبينما أُجريت الدراسة على الفئران والمزارع الخلوية، ويشير الباحثون إلى الحاجة لمزيد من العمل لتأكيد هذه النتائج في مجموعات أكبر من المرضى، فإن الآلية التي كشفوا عنها محددة ومباشرة. لقد أظهروا أن CDCP1 هو منظم رئيسي يساعد خلايا العضلات الملساء على الانتقال إلى حالة خطيرة من خلال تثبيت بروتين معين وإبقاء مسار إشارات حرج نشطاً. ومن خلال تحديد سلسلة الأحداث هذه، تسلط الدراسة الضوء على CDCP1 كهدف محتمل للعلاجات المستقبلية. فإذا تمكن العلماء من إيجاد طريقة لحظر CDCP1 أو تعطيل قدرته على تثبيت ITGB4، فقد يكون من الممكن منع الخلايا من تغيير هويتها وتراكم الدهون التي تؤدي إلى أمراض القلب، مما يوفر استراتيجية جديدة لحماية الشرايين من الداخل إلى الخارج.