楊 斌，陳瑞平，楊 雷，羅 玲，莊 建，陳寄梅，郭惠明，朱 平

（1南方醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，廣東 廣州510515；2廣東省心血管病研究所，廣東省人民醫(yī)院，廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院，廣東 廣州510080；3華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院，廣東 廣州 510006）

0 引言

目前對心血管系統(tǒng)發(fā)育及其疾病的研究在基因表達(dá)及信號通路相關(guān)的分子機(jī)制方面已經(jīng)取得了很多突破，主要涉及發(fā)育、疾病相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子［包括GATA 家族、NKX 家族、MEF（myocyte enhancer fac?tor） 家族、Tbx（T?box DNA?binding protein） 家族和HAND（the heart and neural crest derivatives expressed transcript genes）家族等］、致病基因、非編碼RNA、表觀修飾因子及其復(fù)合物等［1］。

多梳蛋白家族（polycomb group，PcG）是一組通過修飾染色質(zhì)來抑制靶基因轉(zhuǎn)錄的表觀調(diào)控因子，從果蠅到哺乳動物存在高度的保守性；多梳蛋白抑制性復(fù)合體2（polycomb repressive complex 2，PRC2）是該家族中最重要的蛋白復(fù)合體之一，它包含四個核心亞基，分別為zeste基因增強(qiáng)子人類同源物1／2（enhancer of zeste homolog 1／2，EZH1／2）、zeste 基因抑制子 12（suppressor of zeste 12，SUZ12）、胚胎外胚層發(fā)育蛋白（embryonic ectoderm development，EED）以及視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤結(jié)合蛋白 7／4（retinoblastoma binding pro?tein 7／4，RBBP7／4）［2］。 其中，EZH1／2 作為 PRC2復(fù)合物的催化亞基，具有催化組蛋白H3第27或9位賴氨酸三甲基化的甲基轉(zhuǎn)移酶活性，是重要的轉(zhuǎn)錄抑制因子，參與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化、基因表達(dá)以及生長調(diào)控等過程。

EZH1／2通過參與心臟發(fā)育和心血管疾病發(fā)生發(fā)展過程中的特異性調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，在心臟發(fā)育缺陷、動脈內(nèi)皮損傷、斑塊形成、心室重構(gòu)、心力衰竭以及心肌再生與修復(fù)中存在典型的表達(dá)及活性差異，進(jìn)一步影響其病理生理進(jìn)程。

1 EZH1/2的結(jié)構(gòu)和功能

EZH2是果蠅zeste基因增強(qiáng)子的人類同源物，位于人類染色體7q35［3］，包含20個外顯子和19個內(nèi)含子，編碼由746個氨基酸殘基構(gòu)成的蛋白分子。其N端有一個WD重復(fù)結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域與EED及SUZ12的靶定有關(guān)；C端則包含一個與組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性相關(guān)的SET結(jié)構(gòu)域［4］。EZH1和EZH2互為同源物，具有相同的作用靶點(diǎn)，并且兩者的表達(dá)在時間和空間上具有互補(bǔ)性，而在心臟發(fā)育早期，EZH2發(fā)揮主要的生物學(xué)功能［5］。EZH1／2是PRC2的核心亞基，具有組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性，主要參與核小體組蛋白H3第27位氨基酸殘基的三甲基化修飾（H3K27me3），進(jìn)而招募 PRC1并引起組蛋白H2AK119的單泛素化，促使染色質(zhì)凝結(jié)，阻止RNA聚合酶Ⅱ依賴的轉(zhuǎn)錄延伸，最終抑制靶基因轉(zhuǎn)錄。此外，EZH2還可以與組蛋白去乙?；?／2（histone deacetylase1／2，HDAC1／2）及 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMT）協(xié)同作用從而強(qiáng)化基因轉(zhuǎn)錄抑制效應(yīng)，或直接抑制基因轉(zhuǎn)錄（非經(jīng)典通路／不招募 PRC1）［6－7］。 EZH1／2 協(xié)同 PcG 蛋白家族的其他組分及多個共作用因子，通過抑制心臟發(fā)育中的關(guān)鍵基因及轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄等途徑，在心臟發(fā)育和心血管疾病發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的調(diào)控作用。

圖1 EZH1／2（PRC2）對心肌分化及心臟發(fā)育的調(diào)控

2 EZH1/2在心臟發(fā)育中的作用

心臟發(fā)育是一個極其復(fù)雜的過程。一方面，心臟發(fā)育需要多個轉(zhuǎn)錄因子及信號通路精確調(diào)控相關(guān)基因在時間和空間的精確表達(dá)，另一方面，轉(zhuǎn)錄因子及信號通路本身也受到表觀修飾等作用的調(diào)控。人類心臟發(fā)育需經(jīng)歷以下幾個階段：①來源于中胚層的心臟前體細(xì)胞從原始條紋處遷移至生心板對稱的心嵴，經(jīng)分化向中線擴(kuò)增形成新月形的細(xì)胞嵴；②細(xì)胞嵴在中線處吻合形成原始心管；③心管延長并向右彎曲、環(huán)化，逐步形成房室腔、房室分隔、瓣膜、流出道結(jié)構(gòu)、心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)及冠狀脈管循環(huán)等，最終發(fā)育為完整的心臟［8］。其中，與心臟發(fā)育密切相關(guān)的基因有ISL1（ISL LIM homeobox 1）、ACFC1、DNAH 及 JAG；與其相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子／轉(zhuǎn)錄因子家族有 GATA、MEF、NKX2.5、Tbx、HAND 等；同時參與心臟發(fā)育的信號通路包括 NODAL、NOTCH、WNT、BMP 等［1，9］。

在心臟發(fā)育中，EZH2通過表觀組蛋白修飾來沉默心臟轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，對早期胚胎干細(xì)胞向心臟細(xì)胞系的分化及心臟基因的表達(dá)具有重要的調(diào)控作用，并參與嬰兒心臟內(nèi)穩(wěn)態(tài) 的 維持［5，10］。 研究［10－12］表明，在心臟發(fā)育和心肌細(xì)胞分化過程中，EZH2與PcG家族及非PcG家族中的部分成員［包括長鏈非編碼RNA（lncRNA）以及microRNA等］協(xié)同發(fā)揮表觀調(diào)控作用。已經(jīng)確定有50多個基因在心臟發(fā)育中受EZH2及PcG家族成員的協(xié)同調(diào)控，其中包括Isl1、Tbx2、Tbx3、AND1、Irx5（Iroquois homeobox 5）和Six1［12］。

進(jìn)一步研究［13］表明，EZH2主要調(diào)控心臟前體細(xì)胞的增殖及分化，而EZH1主要負(fù)責(zé)維持圍產(chǎn)期嬰兒心肌細(xì)胞的增殖以及成人心梗后心肌細(xì)胞的增殖和再生，EZH1和EZH2對心肌細(xì)胞的增殖與分化及胚胎發(fā)育晚期心肌細(xì)胞成熟的調(diào)控方面存在一定的重疊作用。EZH2基因敲除的小鼠胚胎在原腸胚未形成之前胚胎就發(fā)生死亡［12，14］。而通過組織特異性敲除EZH2基因后，小鼠會出現(xiàn)致密性心肌發(fā)育不全、過度小梁化和心室中隔缺損等先天性心臟畸形。另有研究［15］發(fā)現(xiàn)，Hey2是EZH2的下游靶點(diǎn)基因，在心肌細(xì)胞增殖及心臟形態(tài)形成過程中具有重要的作用，并且EZH2對Hey2的調(diào)控是獨(dú)立于Notch信號活性的。相應(yīng)地，敲除EZH1的胚胎發(fā)育正常，但會影響出生后心肌梗塞的心肌再生及心臟功能［15］。

研究發(fā)現(xiàn)，EZH2是let?7c的下游直接靶位點(diǎn)，過表達(dá)let?7c可以促進(jìn)中胚層心臟特異細(xì)胞系的表達(dá)，這是通過let?7c靶向EZH2進(jìn)一步抑制其轉(zhuǎn)錄及活性實(shí)現(xiàn)的。此外，let?7c可以調(diào)控心臟轉(zhuǎn)錄因子（如Nkx2.5、Mef2c、Tbx5）啟動子區(qū)域組蛋白的甲基化修飾，從而促進(jìn)心臟分化。在過表達(dá)let?7c的細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)心臟轉(zhuǎn)錄因子啟動子區(qū)域的抑制性修飾標(biāo)記（H3K27me3）降低，同時發(fā)現(xiàn)激活性修飾標(biāo)記（H3K4me3）上調(diào)，這說明EZH2及其組蛋白修飾作用在心臟分化過程中是必不可少的［10］。

EZH2不僅參與組蛋白的甲基化修飾，也調(diào)控非組蛋白的甲基化修飾，如EZH2可以使心臟轉(zhuǎn)錄因子GATA4的第299位賴氨酸甲基化，從而抑制其轉(zhuǎn)錄。作為人及小鼠胎兒心臟發(fā)育中的關(guān)鍵劑量依賴轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，GATA4可以將p300招募至特定的染色質(zhì)位點(diǎn)，而p300乙?；疓ATA4可以激活GATA4的轉(zhuǎn)錄活性。在胎兒心臟中，EZH2通過甲基化修飾GA?TA4的第299位賴氨酸來抑制GATA4對p300的招募，進(jìn)而抑制GATA4的轉(zhuǎn)錄活性及基因表達(dá)。但是，過度抑制會阻礙胚胎干細(xì)胞向心肌細(xì)胞的分化，導(dǎo)致心臟發(fā)育不完全；相反地，GATA4的過度轉(zhuǎn)錄又會引起心肌肥大，所以EZH2直接抑制GATA4的不正常轉(zhuǎn)錄可以防止心肌的過度增生［16］。

3 EZH1/2在主動脈夾層及先天性心臟病中的作用

3.1 主動脈夾層及二葉型主動脈瓣 人全基因組DNA甲基化檢測結(jié)果顯示：在升主動脈夾層（ascending aortic dissection，AD）及二葉型主動脈瓣（bicuspid aortic valve，BAV）患者中存在非CpG位點(diǎn)（包括 CpA、CpT 和 CpC）的甲基化缺失［17］。 與其他位點(diǎn)不同，CpG位點(diǎn)在AD和BAV中的甲基化存在差異。BAV中存在H3K27me3的大量富集，表現(xiàn)為EZH2靶點(diǎn)的超甲基化及EZH2酶活性增加；而DNA甲基化基因表達(dá)分析結(jié)果顯示：在AD中主要表現(xiàn)為平滑肌細(xì)胞的去分化，這說明EZH2在BAV和AD的發(fā)生發(fā)展中可能起到了重要的調(diào)控作用［17］。

圖2 EZH2在DiGeorge綜合征發(fā)展中的作用

3.2 DiGeorge/Velocardiofacial綜合征 DiGeorge／Velocardiofacial綜合征又叫做22q11.2微缺失綜合征，主要由Tbx1染色質(zhì)基因丟失引起，Tbx1促進(jìn)第二心區(qū)細(xì)胞的增殖并抑制其分化，這些細(xì)胞主要遷移并富集形成流出道及右心室結(jié)構(gòu)，Tbx1功能缺失或者表達(dá)不足可以導(dǎo)致心臟流出道發(fā)育不全，進(jìn)而出現(xiàn)主動脈弓及心臟流出道畸形等類似于DiGeorge／Ve?locardiofacial綜合征的疾病表型。研究［18］表明，Tbx1與p53通過占據(jù)Gbx2基因上的相同靶點(diǎn)元件而產(chǎn)生強(qiáng)烈的競爭作用。而Trp53基因敲除或者藥物抑制后可以明顯修復(fù)Tbx1雜合型基因突變造成的心血管缺陷。進(jìn)一步研究［18］發(fā)現(xiàn)，p53可以間接招募EZH2并正向調(diào)節(jié)EZH2和H3K27me3水平，使其富集在Tbx1和p53共同占據(jù)的基因元件上。因此，抑制p53的表達(dá)，可以改變p53和Tbx1共同占據(jù)的Gbx2基因元件的染色質(zhì)狀態(tài)，使其H3K27me3水平顯著降低，從而促進(jìn)Tbx1對Gbx2基因的調(diào)節(jié)作用。

3.3 其他心血管畸形 在小鼠胎心中，PRC2的三個主要亞基（Eed、EZH2和 Suz12）的 mRNA水平及蛋白水平表達(dá)顯著。而在成年心臟中，三個亞基的轉(zhuǎn)錄水平都明顯下調(diào)，甚至檢測不到EZH2和Eed的表達(dá)蛋白［19］。EZH2可以通過抑制 Ink4a／b的表達(dá)來促進(jìn)心臟增殖［19］。在心臟發(fā)育早期一個很窄的窗口期，對心臟進(jìn)行特異的條件性敲除EZH2可引起心臟非特異基因的表達(dá)，導(dǎo)致心臟后續(xù)發(fā)育紊亂甚至形成致死性心臟畸形，包括心肌發(fā)育不全、過度小梁化、室間隔缺損等。相反地，條件性敲除發(fā)育后期心臟（晚期胚胎／分化的心肌細(xì)胞）的EZH2基因則不影響心臟的正常發(fā)育［19］。類似的研究也得出相似的結(jié)論：EZH2在房室分割以及正常的流出道形成過程中是非常重要的。在胚胎發(fā)育早期的心臟前體細(xì)胞中條件性敲除（Nkx2.5?Cre）EZH2，發(fā)現(xiàn)小鼠胚胎心臟可因胚胎干細(xì)胞發(fā)育缺陷而出現(xiàn)心內(nèi)膜墊發(fā)育不全，并抑制內(nèi)膜向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，抑制心肌增殖并促進(jìn)細(xì)胞壞死，導(dǎo)致心臟發(fā)育畸形，包括右室雙流出道、永存動脈干、膜性／肌性室間隔缺損、房間隔缺損、房室管畸形等，最終導(dǎo)致小鼠于圍產(chǎn)期死亡或出生后發(fā)生心肌纖維化［15］。 另有研究［20］發(fā)現(xiàn)，在人的胚胎干細(xì)胞中，EZH2被NR2F2招募到OCT4上，可以抑制OCT4在心肌分化過程中的表達(dá)，NR2F2基因發(fā)生突變會引起心臟房間隔缺損。

另有研究［21］表明，組蛋白去乙?；?（histone deacetylase 3，HDAC3）協(xié)同轉(zhuǎn)化生長因子 β1（trans?forming growth factor?β1，TGF?β1）去乙?；且蕾嚨谋碛^沉默作用，調(diào)控第二生心區(qū)的發(fā)育。約2／3的人類先天性心臟疾病與第二生心區(qū)來源的結(jié)構(gòu)改變有

關(guān)，因此，第二生心區(qū)的表觀調(diào)節(jié)異常是先天性心臟疾病的誘發(fā)因素［21］。 TGF?β1通過非依賴去乙?；緩絹碚{(diào)節(jié)第二生心區(qū)心臟結(jié)構(gòu)的發(fā)育［21］。小鼠胚胎第二生心區(qū)缺乏HDAC3會促進(jìn)TGF?β1的生物利用，使內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化發(fā)生異常并改變細(xì)胞外基質(zhì)的穩(wěn)態(tài)，從而引起升主動脈擴(kuò)張、流出道畸形、主動脈騎跨、右心室雙出口、半月瓣膜發(fā)育異常、二葉型主動脈瓣、室間隔缺損等先天性心臟病甚至發(fā)生胚胎死亡。而藥物抑制 TGF?β 可以修復(fù)這些缺陷［21］。 研究［21］表明，EZH2、EED和 SUZ12同時被 HDAC3招募到NCOR復(fù)合物上，來促進(jìn) TGF?β1調(diào)控區(qū)的H3K27me3修飾，從而維持TGF?β1在第二心區(qū)間質(zhì)的沉默。

3.4 唐氏綜合征伴隨先天性心臟發(fā)育缺陷 唐氏綜合征（down syndrome，DS）是一種最常見的遺傳性智力缺陷綜合征，由21號染色體發(fā)生三體、易位或嵌合引起，常伴有先天性心臟發(fā)育缺陷等疾病。相比正常的小鼠，DS小鼠模型海馬中（Ts65Dn mouse model）存在一系列的miRNAs顯著上調(diào)或下調(diào)，這些miR?NAs的潛在靶點(diǎn)中，Ship1、Mecp2和 EZH2都在 mR?NA水平存在顯著下調(diào)［22］。

圖3 EZH2在血管發(fā)育中的作用

圖4 EZH2在動脈粥樣硬化發(fā)展中的作用

4 EZH2/1在動脈瘤及動脈粥樣硬化中的作用

許多心血管疾病的病理進(jìn)程都伴隨有基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）活性的增加，如主動脈瘤中血管發(fā)育不完整、動脈粥樣硬化斑塊破裂等。MMP9是細(xì)胞外基質(zhì)在發(fā)育和疾病中保持機(jī)體內(nèi)平衡的重要調(diào)控因素。研究［23］發(fā)現(xiàn)，EZH2可以靶向MMPs及其上游轉(zhuǎn)錄激活因子Fosl1、klf5和Creb3l1（Creb不僅可以直接激活內(nèi)皮細(xì)胞MMP9的啟動子，誘導(dǎo)內(nèi)源性的MMP9表達(dá)，還可以增強(qiáng)動脈粥樣硬化中的炎癥反應(yīng)），通過抑制MMPs及其激活因子的表達(dá)來維持血管發(fā)育的完整性。在缺乏EZH2的小鼠胚胎中，因?yàn)槿コ藢MP9的抑制，可引起脈管系統(tǒng)發(fā)育不完整，而MMP9基因被抑制后可以修復(fù)血管發(fā)育的不完整性。在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中，EZH2還可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的粘附及交流來促進(jìn)血管生成。也有研究［24］發(fā)現(xiàn)MMP9在癌癥及炎癥環(huán)境中表達(dá)急劇上調(diào)，EZH2作為MMP9的重要抑制因子，可以為癌癥及脈管系統(tǒng)疾病提供新的治療策略。但因?yàn)镋ZH2過表達(dá)與許多癌癥的侵襲性及預(yù)后相關(guān)，具體機(jī)制不詳，所以，EZH2作為治療靶點(diǎn)的同時也需要考慮到其副作用。

高同型半胱氨酸血癥（hyperhomocysteinemia，HHcy）是心血管疾病的獨(dú)立危險因素，尤其是動脈粥樣硬化。 研究［25］發(fā)現(xiàn)，Hcy（homocysteinemia）誘導(dǎo)的動脈粥樣硬化是由miR?92a調(diào)控的EZH2表達(dá)上調(diào)實(shí)現(xiàn)的。在敲除ApoE的小鼠模型中，以高蛋氨酸喂食16周后，發(fā)現(xiàn)EZH2和H3K27me3水平均上調(diào)，同時miR?92a表示下調(diào)。已經(jīng)明確過表達(dá)EZH2可提高泡沫細(xì)胞中H3K27me3水平，促進(jìn)總膽固醇和甘油三酯的堆積，而在泡沫細(xì)胞中上調(diào)miR?92a可以減少EZH2的表達(dá)。因此，EZH2在同型半胱氨酸調(diào)控的脂代謝異常中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，miR?92a可以成為一個新的同型半胱氨酸相關(guān)的動脈粥樣硬化的治療靶點(diǎn)［25］。 也有研究［26］表明，三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)子A1（ATP?binding cassette transporter A1，ABCA1）在維持細(xì)胞膽固醇體內(nèi)平衡中具有重要作用，而ABCA1表達(dá)的表觀修飾影響巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞的形成及動脈粥樣硬化的發(fā)展。ABCA1啟動子區(qū)含有大量的CpG 島（CpGisland，CGI），EZH2誘導(dǎo) DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNMT1）的表達(dá)，招募CpG島甲基結(jié)合蛋白2（methyl?CpG?binding protein?2，MeCP2），并促進(jìn) DN?MT1、MeCP2與ABCA1的結(jié)合。綜上，EZH2通過在ABCA1的啟動子區(qū)進(jìn)行甲基化修飾抑制ABCA1表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)泡沫細(xì)胞形成并促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。

進(jìn)一步研究［27］發(fā)現(xiàn)，在動脈粥樣硬化斑塊的平滑肌細(xì)胞和炎癥性細(xì)胞的表觀修飾中，H3K9和H3K27的甲基化水平明顯降低而乙酰化水平升高，并且與動脈粥樣硬化斑塊的嚴(yán)重程度有很強(qiáng)的相關(guān)性。經(jīng)免疫組織化學(xué)法分析證實(shí)，H3K27Me3總體水平的減少與動脈粥樣硬化的嚴(yán)重程度成正相關(guān)［28］。這說明上述兩種組蛋白表觀修飾在動脈粥樣硬化中起到了決定性的作用。

其次，低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）膽固醇是一個可修飾的冠心病危險因子，可以誘導(dǎo)內(nèi)皮功能失調(diào)。而內(nèi)皮細(xì)胞 Kruppel?like Factor 2（KLF2）是內(nèi)皮依賴性血管穩(wěn)態(tài)的重要轉(zhuǎn)錄因子［29］；KLF2的轉(zhuǎn)錄主要由近端啟動子調(diào)控，該區(qū)域富含CpG二核苷酸以及KLF2轉(zhuǎn)錄相關(guān)的主要調(diào)控原件，包括MEF2（上調(diào)表達(dá)）以及p53（抑制表達(dá)）結(jié)合位點(diǎn)，而組蛋白修飾因子（包括 EZH2）在調(diào)控KLF2 表達(dá)中扮演了重要角色［30－31］。

LDL通過誘導(dǎo)內(nèi)皮DNA甲基轉(zhuǎn)移酶I的表達(dá)并促進(jìn)其酶活性來下調(diào)內(nèi)皮KLF2的表達(dá)，敲除DNA甲基轉(zhuǎn)移酶I或使用DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑可以阻止這種LDL介導(dǎo)的KLF2下調(diào)。LDL還可以促進(jìn)轉(zhuǎn)錄抑制因子MeCP2與EZH2、KLF2啟動子的結(jié)合，同時抑制激活因子MEF2的結(jié)合導(dǎo)致KLF2啟動子區(qū)結(jié)合的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子類型的轉(zhuǎn)變來進(jìn)一步下調(diào)內(nèi)皮KLF2的表達(dá)［29］。KLF2上調(diào)TM和eNOS可抑制血管炎癥及血栓的形成。LDL抑制內(nèi)皮KLF2的表達(dá)從而調(diào)節(jié)上述KLF2依賴的基因表達(dá)，同時促進(jìn)PAI?1表達(dá)。PAI?1可促進(jìn)血栓形成，然而其表達(dá)又可被KLF2抑制［29］。綜上，LDL膽固醇可以通過表觀調(diào)控下調(diào)KLF2，從而增加動脈粥樣硬化性心臟病的發(fā)病風(fēng)險，因此，靶向DNA及組蛋白甲基化的抑制劑或許可以成為一種新的治療方案，用于高膽固醇相關(guān)的血管功能障礙疾病的治療［29］，但是鑒于EZH2抑制劑具有誘發(fā)心肌病的潛在風(fēng)險，其應(yīng)用需要長期監(jiān)測及進(jìn)一步的完善［32］。

圖5 EZH1／2在心肌纖維化、心肌肥厚發(fā)展中的作用

5 EZH1/2在心肌纖維化、心肌肥厚及心室重構(gòu)中的作用

Zhu 等［33］發(fā)現(xiàn) miR?214?3p（microRNA?214?3p）通過直接靶向EZH1／2來抑制成纖維細(xì)胞中心臟基因的表達(dá)。 miR?214?3p可以結(jié)合到 EZH1／2增強(qiáng)子3'?UTRs上，從轉(zhuǎn)錄水平上抑制 EZH1／2的表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)心肌成纖維細(xì)胞中過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR?γ）的表達(dá)，使Ⅰ型膠原基因 Col1a1、Col3a1表達(dá)降低，最終減緩血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的小鼠心肌組織膠原沉積及心肌纖維化。然而，過表達(dá)miR?214可以導(dǎo)致心肌肥厚及心臟功能失調(diào)，其部分原因可能是EZH2 轉(zhuǎn)錄水平降低［34－35］。 由此可見，miR?214 及EZH2在機(jī)體中發(fā)揮作用是劑量依賴的。另有研究［36］發(fā)現(xiàn)，血管緊張素II可以抑制長鏈非編碼RNA（lncRNA）TINCR 的表達(dá)，通過調(diào)控 TINCR／CaMKII通路誘發(fā)心肌細(xì)胞肥厚。在小鼠心肌細(xì)胞中，TINCR直接靶向EZH2，后者直接結(jié)合到CaMKII的啟動子上并誘導(dǎo)H3K27me3，從而抑制CaMKII的表達(dá)，減緩心肌細(xì)胞肥大。TINCR敲低后可抑制EZH2在CaMKII啟動子區(qū)域的結(jié)合，從而抑制H3K27me3修飾作用，而過表達(dá) TINCR則正好起到相反的作用［36］。 綜上，EZH1／2 作為 miR?214 和 TINCR 的直接靶點(diǎn)，有望協(xié)同miR?214和TINCR成為心肌纖維化、心肌肥大及心臟重構(gòu)的治療靶點(diǎn)。

在成鼠心臟中，心肌肥厚相關(guān)基因（Anp和β?MHC）及促纖維化基因（Tgfβ3）的表達(dá)均受 EZH2調(diào)控的H3K27me3修飾作用所抑制［14］。心室肥厚與胚胎基因（Anp、Bnp和 β?MHC等）的重新激活及成人心臟基因（SERCA2a和 α?MHC等）的表達(dá)抑制有關(guān)。染色質(zhì)相關(guān)的非編碼 RNA（ncRNA，比如ANRIL、MHM、H19、AS β?MHC 等）通過與 EZH2 相互作用來調(diào)控心肌肥厚相關(guān)基因表達(dá)［37］。上調(diào)EZH2及組蛋白去乙?；福℉DAC）對特異染色質(zhì)區(qū)域的靶向結(jié)合，可以直接抑制包括AS β?MHC（心肌肌球蛋白重鏈）和α?MHC在內(nèi)的心肌肥厚應(yīng)答基因的表達(dá)。當(dāng)EZH2在心肌肥厚相關(guān)基因雙向啟動子（bdP）上的結(jié)合及H3K27m3修飾減少時，將導(dǎo)致這些基因（包括 Anp、Bnp、β?MHC 和 Tgfβ3 等）的表達(dá)增加。 miR?208a、miR?208b 和 miR?499 等 MyomiRs家族非編碼RNA通過促進(jìn)EZH2對染色質(zhì)的靶向結(jié)合及修飾作用，來沉默肥厚相關(guān)基因（Anp、Bnp、Tgfβ3、Spp1）的表達(dá)，以此來抑制心肌肥厚。組蛋白去乙?；敢种苿℉DACi，如TSA）可以去除組蛋白上的乙酰基。TSA對成人基因α?MHC和AS β?MHC表達(dá)的去抑制作用（削弱小鼠病理性心肌肥厚）與MHC基因中EZH2的結(jié)合及H3K27m3修飾釋放相關(guān)。在肥厚心肌中，胚胎基因Anp和Bnp的表達(dá)上調(diào)跟EZH2與這些基因的結(jié)合減少有關(guān)；而成人基因α?MHC 和 AS β?MHC的抑制則與bdP處EZH2的結(jié)合及H3K27m3修飾增加有關(guān)。因此，成人心臟中EZH2對染色質(zhì)的結(jié)合對于維持基因表達(dá)的內(nèi)穩(wěn)態(tài)是必須的。TSA可以抑制心肌肥厚相關(guān)基因的表達(dá)，從而逆轉(zhuǎn)病理性心肌肥厚并改善心肌功能，防止心力衰竭［38］。

也有研究［39］表明，染色質(zhì)調(diào)控因子 Asxl2對于成年心臟功能及正常心臟基因表達(dá)的維持是必須的。Asxl2是PcG的活性增強(qiáng)子［40］。Asxl2在缺血性及特發(fā)性擴(kuò)張型心肌病中表達(dá)顯著下調(diào)。Asxl2抑制β?MHC表達(dá)，其抑制作用涉及EZH2的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性，Asxl2與EZH2共定位在β?MHC的啟動子上，直接抑制 β?MHC 表達(dá)［39］。

Six1作為EZH2的直接靶基因也能夠誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大和骨骼肌基因表達(dá)。Six1通常只在一個短暫時期表達(dá)，然后被EZH2永久沉默，否則將導(dǎo)致心臟病變。研究［41］表明，Six1在心臟前體細(xì)胞中發(fā)揮功能而在心臟分化中保持沉默狀態(tài)，EZH2可以通過抑制Six1來穩(wěn)定心臟相關(guān)基因的表達(dá)，并阻止心臟病理進(jìn)程。在心臟前體細(xì)胞中敲除EZH2后可以激活Six1依賴的骨骼肌基因表達(dá)，從而誘導(dǎo)心肌肥厚，降低Six1的基因水平可以修復(fù)這種病理狀態(tài)［41］。所以胚胎前體細(xì)胞的表觀調(diào)節(jié)異常可以成為成年后疾病的誘發(fā)因素。因此，EZH2直接調(diào)控Six1的轉(zhuǎn)錄及表達(dá)，在維持心臟形態(tài)穩(wěn)定，尤其是防止心肌肥厚中起到了關(guān)鍵的調(diào)控作用。

圖6 EZH1／2在心肌梗塞修復(fù)中的作用

6 EZH1/2在心肌梗塞修復(fù)中的作用

miR?26a的靶基因（抑制）包括細(xì)胞周期激活因子和EZH2，作為miR?26a的一個重要靶點(diǎn)，EZH2通過抑制細(xì)胞周期的負(fù)調(diào)控因子的表達(dá)來促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖，并調(diào)控心臟發(fā)育中心肌分化相關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)程［42］。新生小鼠心肌細(xì)胞的增殖是以下兩方面刺激的結(jié)果：miR?26a抑制以及EZH2的再表達(dá)。在斑馬魚心臟切除后，EZH2被急劇誘導(dǎo)表達(dá)，同時伴隨miR?26a的下調(diào)。在小鼠心肌細(xì)胞中用經(jīng)LNA修飾的寡核苷酸抑制miR?26a表達(dá)后，其靶基因EZH2的表達(dá)上調(diào)，并顯著增強(qiáng)其對發(fā)育心臟中的細(xì)胞周期負(fù)調(diào)控因子（包括 Cdkn1a、Cdkn2a和 Cdkn2b）的抑制作用，從而促進(jìn)心肌細(xì)胞的增殖與修復(fù)，延長心肌細(xì)胞增殖期窗口時間。因此，EZH2／1協(xié)同miR?26a在修復(fù)梗塞心肌中有望成為新的治療靶點(diǎn)。

7 總結(jié)與展望

心臟發(fā)育及心血管疾病發(fā)生發(fā)展受基因水平和表觀遺傳學(xué)水平復(fù)雜且精細(xì)地調(diào)控。本文介紹的EZH1／2作為重要的表觀活性因子，通過調(diào)控相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)或影響長鏈非編碼RNA（lncRNA）以及microRNA等其他表觀遺傳機(jī)制來調(diào)節(jié)心臟發(fā)育及心血管疾病的進(jìn)程，是心肌分化、心臟發(fā)育及疾病發(fā)展中的重要調(diào)控因子。作為具有酶活性的功能性蛋白分子，EZH2／1及其修飾產(chǎn)物（H3K27me3等）既可能是心血管發(fā)育特定階段及心血管特定疾病中的關(guān)鍵調(diào)控者（原因），也可能是效應(yīng)因子（結(jié)果），無論是“原因”還是“結(jié)果”，都可以在疾病治療、診斷及預(yù)防中提供有益的分子理論基礎(chǔ)，為心血管疾病的發(fā)病機(jī)理提供可靠的解決方案。目前，有關(guān)EZH1／2與人類心血管發(fā)育及疾病的研究還沒有系統(tǒng)化，缺乏臨床前應(yīng)用性研究，這可以成為對EZH1／2及其表觀調(diào)控因子家族進(jìn)一步研究的方向。

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