GWAS找表型+多组学定机制!这篇Nature找到调控巨噬细胞炎症反应的核心基因!

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自身免疫性炎症性疾病被称为“不死的癌症”,发病人数众多,且其发病率不断上升,包括克罗恩病、溃疡性结肠炎(统称为炎症性肠病,IBD)和系统性红斑狼疮(SLE)等。目前这类疾病的治疗手段非常有限,除了抗炎和常规对处理治疗外,基本没有其他有效方法。2024年6月,Nature杂志发表题为A disease-associated gene desert directs macrophage inflammation through ETS2的研究论文,揭示了机体通过核心基因ETS2调控巨噬细胞性炎症反应的表型和机制。策略是GWAS找表型+多组学定机制

通过分析染色体21q22的遗传变异特征,作者发现该变异与炎症性肠病、强直性脊柱炎、原发性硬化性胆管炎和高安动脉炎等疾病独立相关(表型);而ETS2基因在调控人类炎症巨噬细胞中发挥核心作用,并阐明ETS2表达增加导致炎症反应加剧的内在机理(机制)。

借助GWAS分析,研究人员发现chr21q22区与多种炎症性疾病(如IBD、强直性脊柱炎、原发性硬化性胆管炎和大动脉炎)相关;借助表观组H3K27ac ChIP–seq和启动子捕获Hi-C技术,发现该区域包含单核细胞/巨噬细胞特异性增强子,且与ETS2基因相互作用。随后通过MPRA和功能实验确定了该区域的关键变异rs2836882,其可影响增强子活性、PU.1结合和染色质可及性,促进ETS2表达。

湿实验验证表型利用CRISPR/Cas9技术敲除ETS2,发现巨噬细胞的促炎细胞因子(如IL-6、IL-8和IL-1β)产生减少,吞噬功能和ROS产生受损;细胞活力和巨噬细胞标志物的表达不受影响,表明ETS2对巨噬细胞的炎症功能至关重要,但不影响其生存和分化。

干实验探究机制ETS2通过转录调控和代谢重编程影响巨噬细胞的炎症反应。共表达分析发现,ETS2与糖酵解相关基因(如PFKFB3和HIF1A等)高度共表达;敲除 ETS2 可以影响葡萄糖代谢,但代谢改变不能完全解释其炎症效应。通过CUT&RUN技术,鉴定了ETS2的直接靶基因,涉及多种炎症功能,且ETS2可正向调控自身增强子活性。
在临床意义和治疗上:在克罗恩病和原发性硬化性胆管炎等炎症疾病中,ETS2在巨噬细胞中高表达,且IBD相关基因的多基因风险评分与疾病特征有关。
通过药物数据库筛选和功能实验,研究人员发现MEK抑制剂可抑制ETS2驱动的炎症反应,降低炎症细胞因子的释放,改善转录炎症评分,提示靶向ETS2通路可能具有治疗潜力。因此,ETS2 驱动的炎症在疾病中很明显,是重要的潜在治疗靶向。
参考资料:https://mp.weixin.qq.com/s/A_BuUp-8dD82FbvZYBTOIA

芒果师兄
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