腹主动脉瘤（AAA）是一类隐匿性强、致死率高、控制率低的严重大血管疾病，目前仍缺乏治疗AAA的有效药物。2021年，威尼斯欢乐娱人v3676齐鲁医院心血管内科张澄教授、张运院士、章萌副教授团队首次报道促红细胞生成素（EPO）可诱导ApoE-/-小鼠形成AAA（Sci Transl Med，2021，13(603): eaaz4959张澄教授团队发现促红细胞生成素促进腹主动脉瘤的形成），与传统AAA小鼠模型相比，EPO诱导的AAA小鼠模型更接近人类AAA的发病特点。但是，在这一新的小鼠模型中，何种药物可对抗AAA仍不明了。
2024年2月14日，威尼斯欢乐娱人v3676齐鲁医院络病理论创新转化全国重点实验室和张澄教授、张运院士、章萌副教授团队在国际权威期刊Advanced Science（中科院一区，5年影响因子IF=16.7）上发表了题为“Medium-Dose Formoterol Attenuated Abdominal Aortic Aneurysm Induced by EPO via β2AR/cAMP/SIRT1 Pathway”的研究论文。该研究首次发现，中等剂量的β2肾上腺素受体激动剂福莫特罗可显著抑制EPO诱导的AAA并揭示了这一疗效的分子机制，为AAA的药物治疗开辟了新的途径。张澄教授、张运院士和章萌副教授为该论文的通讯作者，威尼斯欢乐娱人v3676齐鲁医院心血管内科博士张见琳为该论文的第一作者，威尼斯欢乐娱人v3676齐鲁医院为该论文的第一和通讯作者单位。
首先，作者在给予EPO并诱导出AAA的ApoE-/-小鼠和不给予EPO的对照ApoE-/-小鼠中进行了主动脉组织测序的对比分析，利用Phenopedia数据库筛选测序结果，显示与AAA相关的差异基因共121个，包括37个上调基因和87个下调基因。课题组将全部121个差异基因、37个上调基因和87个下调基因分别输入Connectivity Map （CMap）数据库进行药物预测，获得3组预测药物，将3组预测药物相互交集，得出唯一交集的药物——福莫特罗，由此提出科学假设：福莫特罗可能对EPO诱导的AAA具有干预作用。
继之，课题组通过向ApoE-/-小鼠腹腔注射EPO构建了AAA模型，将造模小鼠随机分为对照组以及福莫特罗低、中、高剂量组，发现中剂量福莫特罗可显著抑制EPO诱导的AAA的发生。
进一步的生物信息学分析发现，EPO可能通过促进细胞衰老而诱导AAA的发生。H2AX存在于细胞核的核小体中，当DNA损伤时，H2AX的Ser139位点会发生快速磷酸化，故第139位丝氨酸磷酸化的H2AX被命名为γH2AX，是细胞衰老的标志物。在多种衰老细胞模型中，SIRT1蛋白表达水平随着衰老进程逐渐降低，这一现象已成为细胞衰老的特征。课题组采用免疫组织荧光染色方法检测了对照组、EPO组、EPO+中剂量福莫特罗组腹主动脉切片中γH2AX和SIRT1的表达水平，发现EPO加重主动脉平滑肌细胞(VSMC)衰老程度，而EPO+中剂量福莫特罗逆转了这一现象。
福莫特罗是β2肾上腺素受体(β2AR)激动剂，为了明确福莫特罗对EPO诱导AAA的作用机制，课题组首先证明小鼠主动脉平滑肌细胞中存在β2AR，然后利用小干扰RNA构建了β2AR基因敲低的小鼠原代VSMC以及无基因干扰的对照VSMC，通过SA-β-gal染色、Western blot以及SIRT1细胞免疫荧光染色实验发现，福莫特罗通过β2AR上调了SIRT1的表达并促进SIRT1进入细胞核，延缓EPO诱导的VSMC细胞衰老。
福莫特罗主要通过激活β2AR，使环磷酸腺苷(cAMP)合成增多而发挥药理作用，已有研究报道，cAMP增多亦可促进SIRT1的表达。为了观察cAMP在福莫特罗延缓VSMC细胞衰老中的作用，课题组采用ELISA法检测了小鼠VSMC中的cAMP水平，发现EPO并未引起细胞中cAMP水平上调，而EPO+中剂量福莫特罗组细胞内cAMP水平显著升高，而应用腺苷酸环化酶抑制剂SQ22536抑制cAMP的合成后，EPO+福莫特罗组细胞内cAMP水平则不再升高。同时，SA-β-gal染色、Western blot以及SIRT1细胞免疫荧光染色实验发现，在抑制cAMP合成后，福莫特罗对EPO引起的细胞衰老和SIRT1表达及活性下调失去干预作用。
有研究表明，高剂量福莫特罗可导致β2AR内吞，这可能是高剂量福莫特罗组未显示AAA保护作用的潜在机制。课题组在体外实验中观察了不同浓度梯度福莫特罗(0.01 nmol/mL、0.1 nmol/mL、1 nmol/mL、10 nmol/mL)对β2AR膜定位的影响。通过β2AR细胞免疫荧光染色的共聚焦显微镜观测和细胞膜蛋白Western blot实验，发现高剂量(10 nmol/mL)福莫特罗可导致β2AR内吞，从而揭示了高剂量福莫特罗对EPO诱导的AAA失去保护作用的分子机制。
综上所述，在EPO诱导的ApoE-/-小鼠的AAA模型中，中剂量福莫特罗组显著抑制了AAA的形成，其机制为：福莫特罗通过激活β2AR，增加了细胞内cAMP含量，上调了SIRT1的表达和活性，延缓了主动脉平滑肌细胞的衰老。鉴于福莫特罗是一种临床常用药物，本研究为福莫特罗的“老药新用”和AAA的防治提供了新的途径。
该研究工作获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持，得到了威尼斯欢乐娱人v3676心血管重构与功能研究重点实验室动物中心的大力支持和帮助，课题组对此深表谢意。
