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動(dòng)脈粥樣硬化中的表觀遺傳機(jī)制及治療作用*

2024-02-29 03:17:48童曉嵐宋佳欣姜繼宗
自然雜志 2024年1期
關(guān)鍵詞:乙?;?/a>表觀甲基化

童曉嵐 ,宋佳欣 ,姜繼宗?

①上海大學(xué) 醫(yī)學(xué)院,上海器官修復(fù)工程技術(shù)研究中心,上海 200444;②上海大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,上海 200444

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis, As)是引發(fā)多種心血管疾病的重要因素,而As誘導(dǎo)的心血管疾病是造成死亡的主要原因之一[1]。As的遺傳易感性被認(rèn)為是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素,但全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果顯示只有10.6%的病例與遺傳基因相關(guān),這表明其他因素也對(duì)As的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生影響[2]。隨著對(duì)心血管疾病在分子水平研究上的不斷深入,更多As的新機(jī)制被揭示,如內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙[3]、脂質(zhì)氧化和炎癥[4]、剪切應(yīng)力學(xué)說(shuō)等[5]。其中,DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA (ncRNA)調(diào)控等表觀遺傳機(jī)制可能參與了As的發(fā)病機(jī)制[6]。表觀遺傳調(diào)控是指不改變DNA基本序列,通過(guò)DNA共價(jià)修飾和基因轉(zhuǎn)錄后的修飾調(diào)節(jié)基因表達(dá)。表觀遺傳機(jī)制已被證明可以改變?nèi)祟惢蚪M與環(huán)境之間的相互作用。闡明表觀遺傳與As之間的關(guān)系,將有助于對(duì)As疾病的深度理解,為臨床開(kāi)發(fā)治療As的新靶點(diǎn)提供參考。本文就表觀遺傳在As中的調(diào)控機(jī)制與治療作用進(jìn)行綜述,旨在為As的臨床治療提供新思路和新途徑。

1 動(dòng)脈粥樣硬化

As是一種慢性炎癥疾病[7],通常伴有復(fù)雜的病理變化,如脂質(zhì)代謝異常、炎癥細(xì)胞因子水平升高和內(nèi)皮功能障礙等不良反應(yīng)。As的第一階段是機(jī)體在外界環(huán)境因素刺激下產(chǎn)生氧化應(yīng)激,導(dǎo)致血漿低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL)被氧化形成氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein, ox-LDL)。隨后,活化的巨噬細(xì)胞吞噬ox-LDL后產(chǎn)生泡沫細(xì)胞,引起機(jī)體病變[8]。巨噬細(xì)胞活化后釋放炎癥因子,促進(jìn)炎癥的發(fā)生[9]。第二階段,在炎癥狀態(tài)下,血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)由外膜向內(nèi)膜轉(zhuǎn)移,形成包裹As斑塊的穩(wěn)定纖維帽,導(dǎo)致動(dòng)脈阻塞。持續(xù)性的炎癥會(huì)促進(jìn)As斑塊形成,該斑塊由死亡的平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和泡沫細(xì)胞組成[10]。第三階段,基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMP)被激活,會(huì)破壞斑塊穩(wěn)定性,使斑塊破裂,最終導(dǎo)致心肌梗死或腦梗死[11]等心腦血管疾病。

2 表觀遺傳調(diào)控

表觀遺傳調(diào)控是可逆的,通過(guò)DNA甲基化、組蛋白修飾、ncRNA調(diào)控、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重塑等機(jī)制來(lái)調(diào)控基因的表達(dá)可影響疾病進(jìn)展。表觀遺傳調(diào)控的特點(diǎn)是影響基因表達(dá)而不改變DNA序列。表觀遺傳調(diào)控與心血管[12]、神經(jīng)系統(tǒng)[13]、代謝異常[14]等疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

2.1 DNA甲基化

DNA甲基化是最穩(wěn)定、研究最為廣泛的一種表觀遺傳修飾,在基因表達(dá)調(diào)控中發(fā)揮重要作用。DNA甲基化作為一種常見(jiàn)的共價(jià)修飾,一般出現(xiàn)在CpG島上。CpG島是DNA短區(qū)域內(nèi)密集且數(shù)量眾多的CpG位點(diǎn),主要位于啟動(dòng)子區(qū)域,通常為非甲基化狀態(tài)[15]。DNA甲基化主要包括兩類,分別是由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT)1/2介導(dǎo)的維持甲基化和DNMT3A/3B/3L介導(dǎo)的從頭甲基化組成。在正常個(gè)體的基因組中,基因啟動(dòng)子區(qū)的CpG島一般表現(xiàn)為低甲基化,而非啟動(dòng)子區(qū)域中的CpG島呈現(xiàn)高甲基化。DNA甲基化在維持細(xì)胞正常生理功能、促進(jìn)胚胎發(fā)育等方面具有重要意義,一旦DNA甲基化發(fā)生紊亂,就會(huì)導(dǎo)致許多疾病[16]。

2.2 組蛋白修飾

組蛋白上的修飾統(tǒng)稱為組蛋白翻譯后修飾,主要在組蛋白核小體N-末端尾部進(jìn)行,包括乙酰化、甲基化、泛素化、絲氨酸的磷酸化和精氨酸甲基化等[17]。與DNA甲基化相反,大多數(shù)組蛋白翻譯后修飾是高度動(dòng)態(tài)的過(guò)程[18],在DNA修復(fù)、選擇性剪接、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控及染色體濃縮方面發(fā)揮重要作用。這些修飾依賴表觀遺傳因子組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(histone acetyltransferases, HATs)、組蛋白脫乙酰酶(histone deacetylases, HDACs)、組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(histone methyltransferases, HMTs)等,直接或間接地參與調(diào)節(jié)血管、免疫和其他組織特異性基因的表達(dá)。組蛋白乙?;軠p少賴氨酸殘基上的負(fù)電荷,減弱組蛋白與DNA結(jié)合,從而暴露出潛在DNA,促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄[19]。組蛋白的磷酸化與乙?;愃?,也是高度動(dòng)態(tài)的過(guò)程。組蛋白甲基化主要出現(xiàn)在精氨酸和賴氨酸的側(cè)鏈上,不同于乙?;土姿峄母叨葎?dòng)態(tài)性,組蛋白甲基化對(duì)組蛋白的電荷沒(méi)有影響,是一種穩(wěn)定的靜態(tài)修飾。

2.3 ncRNA調(diào)控

ncRNA根據(jù)其大小和形狀可分為不同的類別,目前的研究主要集中在微小RNA(microRNA,miRNA)、長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和環(huán)狀RNA(circular RNA, circRNA)。其中,miRNA是參與基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的約22 nt長(zhǎng)的非編碼序列,也是研究最為廣泛的ncRNA。眾多研究表明,ncRNA在調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、凋亡等多個(gè)生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[20],同時(shí)也參與許多疾病的調(diào)控[21],如心血管系統(tǒng)疾病、癌癥[22]和腫瘤等[23-24]。

3 表觀遺傳調(diào)控動(dòng)脈粥樣硬化

表觀遺傳對(duì)環(huán)境刺激高度敏感,其中DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA作為表觀遺傳的主要機(jī)制在環(huán)境因素影響下易受到影響。通過(guò)表觀遺傳調(diào)控因子DNMTs、HATs、HDACs等的調(diào)控,引起機(jī)體內(nèi)參與As發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵細(xì)胞(內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)病理性變化,促進(jìn)As進(jìn)展。表觀遺傳對(duì)As的調(diào)控機(jī)制總結(jié)如圖1所示。

圖1 表觀遺傳調(diào)控動(dòng)脈粥樣硬化示意圖

3.1 DNA甲基化介導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化

DNA甲基化紊亂與As的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。DNA甲基化紊亂可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥發(fā)生、VSMC異常增殖、斑塊破裂和血栓形成,從而加重As[25]。由單核巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)而發(fā)生的慢性炎癥是As發(fā)展的重要標(biāo)志。垂死的巨噬細(xì)胞釋放其脂質(zhì)內(nèi)容物和組織因子,形成促血栓性壞死核心,這是導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定的關(guān)鍵成分[26]。在As斑塊中,巨噬細(xì)胞分泌多種促炎因子,從而形成炎癥環(huán)境。單核細(xì)胞在受到斑塊微環(huán)境的刺激后,可分為兩類亞群,分別是具有促炎(殺傷)活性的經(jīng)典M1表型和具有抗炎(修復(fù))活性的替代M2表型。As的發(fā)展通常與巨噬細(xì)胞表型的動(dòng)態(tài)變化有關(guān),研究表明DNA甲基化參與了巨噬細(xì)胞的表型調(diào)控。Krüppel樣因子4 (Krüpple-like factor 4, KLF4)和Krüppel樣因子2 (Krüpple-like factor 2, KLF2)屬于鋅指調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子,能夠調(diào)節(jié)炎癥和維持內(nèi)皮細(xì)胞穩(wěn)態(tài),使血管內(nèi)皮細(xì)胞具有抗炎及抗血栓作用。KLF4在As發(fā)生過(guò)程中扮演重要的角色,參與泡沫細(xì)胞形成、VSMC表型轉(zhuǎn)化、巨噬細(xì)胞極化、內(nèi)皮細(xì)胞炎癥和淋巴細(xì)胞分化[27]等過(guò)程。若KLF4的部分功能出現(xiàn)障礙,將促進(jìn)血管細(xì)胞黏附分子1 (vascular cell adhesion molecule 1, Vcam1)的表達(dá)及炎癥細(xì)胞蓄積[28],加劇疾病進(jìn)展。研究表明血流紊亂誘導(dǎo)KLF4啟動(dòng)子上的DNMT3A富集,導(dǎo)致KLF4啟動(dòng)子內(nèi)CpG島的DNA甲基化,抑制KLF4轉(zhuǎn)錄,減弱了其對(duì)As炎癥的抑制作用。阻斷KLF4的上游DNA甲基化,可以改善血流紊亂誘導(dǎo)的促炎和促血栓效應(yīng)[29-32],起到抵抗As的作用。

同型半胱氨酸(homocysteine, Hcy)水平增高是As的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Hcy能夠通過(guò)炎癥反應(yīng)和DNA甲基化紊亂來(lái)促進(jìn)As發(fā)生[33]。已有研究表明雌激素對(duì)As的發(fā)展具有抑制作用,通過(guò)抑制VSMC增殖可減緩As進(jìn)展[34]。雌激素對(duì)血管保護(hù)是依賴雌激素受體發(fā)揮作用的。雌激素通過(guò)激活雌激素受體α(estrogen receptor α, ERα)介導(dǎo)的自噬來(lái)減輕內(nèi)皮細(xì)胞焦亡,從而預(yù)防As[35]。Hcy誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cell, SMC)雌激素受體基因啟動(dòng)子區(qū)域的從頭甲基化,對(duì)平滑肌細(xì)胞增殖具有促進(jìn)作用。SMC的增殖與As斑塊的增厚和壞死核心的形成有關(guān),雌激素受體基因高甲基化會(huì)促進(jìn)As形成[36]。另有研究表明Hcy能誘導(dǎo)SMAD7啟動(dòng)子高度甲基化,從而促進(jìn)血管炎癥反應(yīng)。與正常動(dòng)脈壁相比,As斑塊中的SMAD7表達(dá)降低,SMAD7啟動(dòng)子在As患者中表現(xiàn)為高度甲基化,這與Hcy水平和頸動(dòng)脈斑塊評(píng)分呈正相關(guān)。因此,SMAD7甲基化可能是As的新生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)[37]。隨著Hcy水平的升高,可激活NF-κB信號(hào)并抑制DNMT1活性,使血清單核細(xì)胞趨化蛋白1 (monocyte chemotaxis protein-1, MCP-1)啟動(dòng)子DNA低甲基化,也會(huì)誘導(dǎo)As斑塊的形成[38]。ox-LDL在巨噬細(xì)胞中可激活DNMT1。DNMT1水平的升高誘導(dǎo)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ (peroxisome proliferatoractivated receptor γ, PPARγ)啟動(dòng)子發(fā)生高甲基化,促進(jìn)As發(fā)生發(fā)展[39]。組織因子途徑抑制物-2(tissue factor pathway inhibitor-2, TFPI-2)是在As斑塊中表達(dá)的一種Kunitz型絲氨酸蛋白酶抑制劑,參與抑制MMP的活性[40]。在As中,MMP可以降解動(dòng)脈細(xì)胞外基質(zhì)的膠原蛋白,使斑塊不穩(wěn)定。單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞過(guò)度產(chǎn)生MMP可促進(jìn)As斑塊破裂并誘導(dǎo)心肌梗死發(fā)生[41]。MMP-9是導(dǎo)致斑塊破裂的重要MMP之一,也是急性心肌梗死的重要標(biāo)志物[42]。研究表明,在As斑塊中TFPI-2基因發(fā)生甲基化,使得TFPI-2基因表達(dá)降低,進(jìn)一步促進(jìn)了細(xì)胞外基質(zhì)的降解和As進(jìn)展[43]。

綜上所述,異常的DNA甲基化可能會(huì)影響As相關(guān)基因的表達(dá),這些基因有望成為臨床上干預(yù)As治療的新靶點(diǎn)[17]。

3.2 組蛋白修飾介導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化

在As中,組蛋白乙?;图谆l(fā)生了顯著變化,從而影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因轉(zhuǎn)錄。研究發(fā)現(xiàn),As病變中SMC和巨噬細(xì)胞的組蛋白H3上的K9和K27位置(H3K9和H3K27)顯示出更高的乙?;?,導(dǎo)致血管壁內(nèi)的病理變化,促進(jìn)As的發(fā)生或進(jìn)展。在SMC和淋巴細(xì)胞中,H3K9和H3K27的甲基化顯著降低[44],進(jìn)而激活SMC。一方面,SMC通過(guò)產(chǎn)生新的膠原纖維來(lái)穩(wěn)定血管壁;另一方面,這些細(xì)胞也過(guò)度表達(dá)各種MMP和炎癥因子,促進(jìn)斑塊不穩(wěn)定,導(dǎo)致斑塊破裂[45]。此外,血管緊張素Ⅱ (angiotensin II, Ang II)通過(guò)組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶共激活劑p300和SRC-1,增加了白細(xì)胞介素-6(IL-6)啟動(dòng)子上的組蛋白H3賴氨酸乙?;龠M(jìn)炎癥因子IL-6的釋放[46],加劇As的進(jìn)展。

Nox5是一種新型的NADPH氧化酶,可產(chǎn)生超氧化物,產(chǎn)生氧化應(yīng)激促進(jìn)As發(fā)生。在炎癥條件下,p300和HAT1的水平增加,共同促進(jìn)了Nox5基因啟動(dòng)子的乙酰化,這表明組蛋白乙酰化參與As發(fā)展過(guò)程[47]。通過(guò)調(diào)控表觀遺傳的途徑,控制Nox5的表達(dá)可能是治療As的新靶點(diǎn),而不是直接清除ROS。HDAC抑制劑TSA (trichostain A)通過(guò)誘導(dǎo)p21表達(dá)抑制VSMC的增殖[48]。在高同型半胱氨酸血癥相關(guān)的As中,HDAC的增高可使細(xì)胞內(nèi)的乙?;较陆担⒋偈箍偰懝檀?、游離膽固醇、甘油三酯在泡沫細(xì)胞中累積[49],導(dǎo)致脂質(zhì)代謝發(fā)生異常。有研究表明MMP基因增加與H3K9乙酰化成正比[50],在As斑塊中MMP的過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定,從而誘發(fā)斑塊破裂[48,51]。SIRT1是組蛋白脫乙酰酶HDAC家族的成員,通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞LOX-1基因表達(dá),減少巨噬細(xì)胞對(duì)ox-LDL的吞噬,從而減少內(nèi)膜下脂質(zhì)沉積,延緩As進(jìn)展[52]。KLF2是內(nèi)皮抗炎和抗As的關(guān)鍵介質(zhì),HDAC5通過(guò)與KLF2直接結(jié)合抑制KLF2的轉(zhuǎn)錄激活,并且下調(diào)KLF2依賴性的內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)表達(dá),導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能發(fā)生障礙,誘導(dǎo)As的發(fā)生[53]。

綜上,組蛋白修飾與As發(fā)展密切相關(guān),相應(yīng)乙?;D(zhuǎn)移酶表達(dá)參與As的調(diào)控過(guò)程,可能作為預(yù)防心血管相關(guān)疾病的潛在靶點(diǎn)。

3.3 非編碼RNA介導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化

ncRNA可以通過(guò)破壞穩(wěn)定的靶標(biāo)mRNA翻譯來(lái)調(diào)節(jié)As的進(jìn)程。例如:miR-195-3p通過(guò)靶向抑制炎癥因子IL-31表達(dá),來(lái)減輕炎癥和As斑塊的形成[54];miR-19b促進(jìn)炎性細(xì)胞因子的分泌和巨噬細(xì)胞侵入內(nèi)皮層,促進(jìn)As的進(jìn)展[55];miR-181b通過(guò)上調(diào)巨噬細(xì)胞TIMP-3表達(dá),來(lái)減少As斑塊的形成[56];miR-126能減少炎癥細(xì)胞因子的釋放,從而影響As的進(jìn)展[57]。Hcy促進(jìn)VSMC增殖是通過(guò)miR-143介導(dǎo)的,這對(duì)As的發(fā)病機(jī)制和進(jìn)展至關(guān)重要[58];miR-221通過(guò)抑制NCoR啟動(dòng)子區(qū)域中DNMT3B介導(dǎo)的DNA甲基化,來(lái)抑制ox-LDL誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[59];lncRBA GSA5可以通過(guò)miR-221的海綿機(jī)制來(lái)觸發(fā)炎癥反應(yīng)和MMP表達(dá),促進(jìn)纖維帽降解并加重As斑塊的不穩(wěn)定性[60];circ_Lrp6阻礙了miR-145介導(dǎo)的VSMC遷移、增殖和分化的調(diào)節(jié),起到抑制As發(fā)生發(fā)展的作用[61];lncRNA-FA2H-2的敲低和MLKL的過(guò)表達(dá)均能顯著加重ox-LDL誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。lncRNA-FA2H-2-MLKL通路對(duì)于調(diào)節(jié)自噬和炎癥至關(guān)重要,所以lncRNA-FA2H-2和MLKL可以作為改善As相關(guān)疾病的潛在治療靶點(diǎn)[62]。ncRNA在As中的調(diào)控總結(jié)如表1所示。

表1 ncRNA在動(dòng)脈粥樣硬化中的調(diào)控

4 表觀遺傳與動(dòng)脈粥樣硬化治療

4.1 針對(duì)DNA甲基化的治療策略

CpG島甲基化后可直接干擾轉(zhuǎn)錄因子與DNA調(diào)控區(qū)域的結(jié)合,從而影響基因轉(zhuǎn)錄[63]。肝X受體α(liver X receptor α, LXRα)、PPARγ是影響巨噬細(xì)胞炎癥和膽固醇穩(wěn)定性的重要轉(zhuǎn)錄因子,在As的發(fā)展過(guò)程中起關(guān)鍵作用。LXRα和PPAR-γ富含CpG位點(diǎn),5-氮胞苷(5-aza-2′-deoxycytidine, 5-aza-dC)作為DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑能夠?qū)XRα和PPARγ1啟動(dòng)子進(jìn)行去甲基化并下調(diào)參與炎癥基因和趨化性因子的表達(dá),這減弱了巨噬細(xì)胞遷移和對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附,減少巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)到As斑塊中。通過(guò)5-aza-dC抑制DNA甲基化可降低As斑塊中的巨噬細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和凋亡,有助于改善As[64]。白細(xì)胞介素信號(hào)傳導(dǎo)可促As發(fā)生[65],細(xì)胞因子IL-6在各種疾病的炎癥信號(hào)通路中發(fā)揮了促炎和抗炎雙重特性[66]。有研究發(fā)現(xiàn)As患者中的IL-6基因表達(dá)水平顯著高于對(duì)照組[67],IL6啟動(dòng)子中的上游CpG島呈現(xiàn)出低甲基化水平。使用天然的IL-6信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制物可溶性糖蛋白(soluble glycoprotein 130, Sgp130)和免疫球蛋白G1 (IgG1-Fc)的融合蛋白 (Sgp130Fc)治療可顯著改善高膽固醇血癥患者的As程度,說(shuō)明阻斷IL-6表達(dá)可作為治療As的新策略。此外,Sgp130Fc對(duì)IL-6轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)的抑制作用是特異性的,不抑制其他IL-6細(xì)胞因子家族成員的活性[68]。DNMT3B介導(dǎo)的CREG基因高甲基化是導(dǎo)致內(nèi)皮功能出現(xiàn)異常和As發(fā)展的新機(jī)制。ox-LDL通過(guò)上調(diào)DNMT3B表達(dá)水平來(lái)降低人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs)中CREG的表達(dá),因此,可通過(guò)下調(diào)DNMT3B阻斷CREG甲基化來(lái)治療As[69]。有研究發(fā)現(xiàn)葉酸可以通過(guò)減少ROS誘導(dǎo)的氧化損傷和細(xì)胞凋亡,抑制ox-LDL誘導(dǎo)的內(nèi)皮功能障礙。這與DNMT活性增加和血管過(guò)氧化物酶1(vascular peroxidase 1, VPO1)啟動(dòng)子的DNA甲基化改變以及VPO1表達(dá)的變化有關(guān)。該研究表明葉酸的缺乏可導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙,通過(guò)使用葉酸作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑可預(yù)防As[70]。

4.2 針對(duì)組蛋白修飾的治療策略

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(angiotensin converting enzyme 2, ACE2)過(guò)表達(dá)可減輕As,ACE2的缺乏會(huì)惡化ApoE敲除小鼠的As[71]。在接受高膽固醇飲食和阿托伐他汀治療的新西蘭白兔的心臟組織中,與對(duì)照高膽固醇飲食相比,治療組ACE2的mRNA水平升高。如前所述,Hcy不僅會(huì)增加細(xì)胞中異常的DNA甲基化,而且還通過(guò)H3K9上的乙?;种艸DAC1的表達(dá),提高NMDAR1、DNMT1和MMP-9的水平。該研究中阿托伐他汀通過(guò)改變組蛋白修飾來(lái)影響ACE2表達(dá)[72],表明調(diào)控組蛋白修飾可用于治療As。TGF-β是一種抗As的細(xì)胞因子,可抑制免疫反應(yīng)并穩(wěn)定As[73]。在人類中,HDAC3是唯一在As病變中上調(diào)的HDAC。HDAC3的缺失可激活TGF-β表達(dá)并提高斑塊的穩(wěn)定性。HDAC3也對(duì)于調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的纖維化表型至關(guān)重要。HDAC3的缺失使巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榭寡妆硇筒p少脂質(zhì)積累,靶向巨噬細(xì)胞表觀基因組可以改善As[74]。細(xì)胞外超氧化物歧化酶(EC-SOD)是SOD同工酶之一,通過(guò)加速超氧化物的歧化反應(yīng)在預(yù)防心血管疾病中起重要作用。從蜂王漿中分離的化合物4-HPO-DAEE通過(guò)單核細(xì)胞THP-1細(xì)胞中的組蛋白乙酰化增加EC-SOD的表達(dá),該化合物具有作為抗As的候選藥物或先導(dǎo)化合物的潛力[75]。組織纖溶酶原激活劑(tissue-type plasminogen activator, t-PA)是調(diào)節(jié)纖維蛋白溶解的關(guān)鍵酶,在As斑塊破裂或局部血栓形成初始時(shí),t-PA的快速釋放能防止血栓形成。研究表明HDAC抑制劑丙戊酸能增強(qiáng)As患者的t-PA釋放能力,降低血栓發(fā)生[76]。姜黃素具有強(qiáng)大的HDAC抑制活性,通過(guò)抑制VSMC的生長(zhǎng)和增殖防止不良血管重塑發(fā)生[77],起到抗As的作用。研究表明姜黃素通過(guò)激活脫乙?;窼IRT1和p300/CBP表達(dá),防止高葡萄糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞黏附和促血管生成活化的作用,從而延緩As進(jìn)展[78]。白藜蘆醇是一種非黃酮類多酚植物抗毒素。與姜黃素一樣,白藜蘆醇通過(guò)影響許多分子靶標(biāo)的活性或表達(dá),對(duì)血管和心臟功能表現(xiàn)出多效性的保護(hù)作用[79]。白藜蘆醇的抗炎特性主要是通過(guò)下調(diào)SIRT1介導(dǎo)的NF-κB釋放。NF-κB是一種關(guān)鍵的炎癥轉(zhuǎn)錄因子,白藜蘆醇通過(guò)激活SIRT-1,使NF-κB-p65和H3K9脫乙?;?,抑制了相關(guān)的氧化應(yīng)激[80],起到抗As的作用。此外,白藜蘆醇衍生物TMS可以在體外和體內(nèi)減輕巨噬細(xì)胞衍生的泡沫細(xì)胞中的膽固醇積累,防止As病變[81]。

4.3 針對(duì)非編碼RNA調(diào)控的治療策略

ncRNA是缺乏編碼肽或蛋白質(zhì)能力的RNA,可作為其他基因表達(dá)的調(diào)節(jié)劑,參與蛋白質(zhì)的產(chǎn)生[82]。通過(guò)miR-33寡核苷酸拮抗劑治療可以提高高密度脂蛋白(high-density lipoprotein, HDL)水平,促進(jìn)反向膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn),改善As[83]。PCSK9與LDL受體結(jié)合可以使LDL發(fā)生降解,從而降低As發(fā)病率。通過(guò)給受試者靜脈注射ALN-PC(一種抑制PCSK9合成的siRNA)抑制PCSK9合成,在膽固醇升高的健康志愿者中耐受性良好,同時(shí)顯著降低血漿PCSK9和LDL水平。這表明通過(guò)RNA干擾抑制PCSK9合成,可降低健康個(gè)體中的LDL膽固醇濃度,從而預(yù)防As[84]。另一項(xiàng)研究表明通過(guò)靜脈注射SMC靶向的miR-145慢病毒可以使ApoE-/-小鼠中As斑塊顯著減少,并增加斑塊的穩(wěn)定性[85]。研究證明miR-92a可以直接與KLF2和KLF4的3′UTR結(jié)合,部分逆轉(zhuǎn)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥[86]。臨床上開(kāi)發(fā)了一種靶向miR-92a-3p的鎖核酸MRG-110,用于臨床試驗(yàn)。I期臨床試驗(yàn)證明單次給藥MRG-110有效地降低了人類外周血中的miR-92a水平,對(duì)心血管疾病和傷口愈合具有治療作用[87]。姜黃素通過(guò)上調(diào)miR-126來(lái)維持內(nèi)皮細(xì)胞功能并抑制血管生成,從而發(fā)揮了有效的抗As作用[88]。這些研究結(jié)果表明,基于調(diào)控ncRNA的方法在治療As方面具有巨大潛力。

5 小結(jié)與展望

As是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程,涉及一系列連續(xù)的分子和細(xì)胞活化,其特征是血管脂質(zhì)積累、免疫系統(tǒng)激活并伴隨炎癥、氧化應(yīng)激導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、平滑肌細(xì)胞增殖和巨噬細(xì)胞活化產(chǎn)生泡沫細(xì)胞,最終形成As斑塊[89-90]。臨床上As治療方法存在局限性,As患者術(shù)后的生活質(zhì)量并未得到明顯提升,需要進(jìn)一步探索治療As的新方法。基于表觀遺傳的治療是一個(gè)新的研究領(lǐng)域,在As的治療中,DNA甲基化、組蛋白修飾和ncRNA調(diào)控參與了該疾病的發(fā)病機(jī)制。隨著As的表觀遺傳機(jī)制逐漸被揭示,這給開(kāi)發(fā)針對(duì)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的小分子表觀遺傳藥物,如HDAC抑制劑、Sirtuin激活化合物、DNA甲基化抑制劑和組蛋白甲基化抑制劑,來(lái)對(duì)抗As提供了新的啟示。表觀遺傳作為基因調(diào)控的重要機(jī)制,為As的發(fā)病機(jī)制、早期診斷、新型治療等提供了新的思路,因此未來(lái)需要進(jìn)行更多表觀遺傳調(diào)控動(dòng)脈粥樣硬化的機(jī)制研究,以期尋找有效的新治療靶點(diǎn),進(jìn)一步降低心血管疾病發(fā)生率和死亡率[91]。

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