心血管疾病是全球范围内导致死亡的主要原因，包括冠状动脉疾病、心力衰竭、周围血管疾病等。乳酸作为糖酵解的主要代谢产物，也是心肌细胞的主要能量来源。
乳酸化修饰作为一种新兴的表观遗传学机制，可通过调节细胞代谢、炎症反应、纤维化进程、血管新生以及细胞增殖等过程，参与心血管疾病的发展。
CUT&Tag技术作为一种新兴的DNA-蛋白质互作研究方法，在细胞投入量，信噪比等方面有着传统ChIP-seq技术难以企及的优势，是表观遗传研究的利器。
今天小编特别推荐两篇近期发表的乳酸化修饰+CUT&Tag联合揭示血管病变机制的文章，探究最热门的修饰与最新表观技术在心血管研究中如何碰撞出火花。
Genome Biol | H3K9la/HDAC2反馈回路调控VEGF诱导的血管生成
VEGF是最强大的促血管生成因子之一，能够促进内皮细胞的增殖、迁移和管状结构形成，血管形成失调与多种疾病相关。糖酵解速率增加和乳酸积累与病理性血管生成有关。然而VEGF诱导的糖酵解是否通过乳酸化调节内皮细胞血管生成仍然未知。2024年6月25日，北京同仁医院、重庆医科大学附属第一医院侯胜平教授团队在Genome Biology上在线发表了题为“A feedback loop driven by H3K9 lactylation and HDAC2 in endothelial cells regulates VEGF-induced angiogenesis”的研究论文[1]。该研究发现糖酵解上调促进了VEGF刺激下的内皮细胞中组蛋白H3K9la修饰丰度，通过CUT&Tag技术发现H3K9la/HDAC2驱动的反馈回路调节VEGF诱导的血管生成。景杰生物为该研究提供乳酸化修饰泛抗体和系列组蛋白乳酸化位点特异抗体支持。在VEGF刺激下，人视网膜微血管内皮细胞中的乳酸脱氢酶表达增加，乳酸水平上调。研究人员利用景杰生物多种组蛋白乳酸化位点特异性抗体(H4K12la、H4K5la、H3K18la、H3K14la 和 H3K9la)初筛发现，H3K9la表达水平在VEGF刺激下显著上调。
细胞和动物模型都显示H3K9la对血管生成至关重要，抑制H3K9la可能是抑制新生血管形成的有效途径。研究人员通过CUT&Tag技术鉴定内皮细胞中H3K9la调控的下游基因。结果发现，实验组和对照组差异peaks的GO和KEGG通路分析表明，H3K9la上调的结合位点相关基因(NECTIN1、TGFBR2、ABL1、PTGFR等)在细胞增殖、细胞迁移、粘附连接和血管生成等与新生血管形成相关的途径中富集。在VEGF刺激下，这些候选基因的启动子区域H3K9la水平显著上调。这些结果表明，H3K9乳酸化可能通过增强促血管生成蛋白编码基因的表达，参与VEGF诱导的血管生成过程。H3K9la/HDAC2驱动的反馈回路促进血管生成
有趣的是，CUT&Tag数据分析显示，在VEGF刺激下的内皮细胞中，HDAC2启动子的H3K9la富集水平降低，与HDAC2的mRNA和蛋白质水平降低一致。
过表达HDAC2后，H3K9la和血管生成相关基因水平显著降低，同时抑制内皮细胞血管生成。这些结果表明H3K9la/HDAC2驱动的反馈回路促进VEGF诱导的血管生成。综上所述，该研究通过CUT&Tag技术揭示H3K9la/HDAC2反馈回路促进了VEGF诱导的血管生成，破坏这一反馈回路可能为治疗病理性新生血管提供了新策略。![]()
Circ Res | 孤儿核受体NR4A3通过组蛋白乳酸化促进血管钙化
内侧动脉钙化是一种不同于动脉粥样硬化的血管疾病，与血管内侧进行性钙化有关。核受体4A3(NR4A3)是载脂蛋白A-IV诱导的动脉粥样硬化进展的关键调节因子，而血管钙化和动脉粥样硬化常合并发生，但NR4A3在血管钙化中的作用仍尚不清楚。2024年4月17日，上海交通大学医学院附属瑞金医院闫小响教授、张瑞岩教授团队联合首都医科大学附属北京安贞医院高霏副教授团队在Circulation Research上发表了题为“Orphan Nuclear Receptor NR4A3 Promotes Vascular Calcification via Histone Lactylation”的研究论文[2]。该研究通过CUT&Tag等多组学联合分析，发现NR4A3介导生成的乳酸促进了组蛋白H3K18乳酸化，上调了Phospho1表达并加速了动脉钙化。景杰生物为该研究提供乳酸化修饰泛抗体和组蛋白位点特异修饰抗体支持。小鼠模型和临床样本的主动脉组织中的NR4A3蛋白表达水平均显示增加。NR4A3敲除抑制了成骨细胞分化相关基因的表达，减少了血管中的钙沉积，而NR4A3过表达可严重加重钙化进程，暗示NR4A3在动脉钙化中的促进作用。此外，NR4A3缺乏降低了钙化过程中的糖酵解速率和乳酸生成，并降低了组蛋白的乳酸化。
为了确定NR4A3调节糖酵解功能的直接靶点，研究人员将CUT&Tag的GSEA分析和RT-qPCR鉴定到的NR4A3结合基因与RNA-seq鉴定到的下调差异基因进行联合分析，并结合ChIP-qPCR和WB等实验，确定了ALDOA和PFKL是参与糖酵解活性的NR4A3特异性下游靶点。乳酸化是一种连接代谢和基因调控的表观遗传修饰。研究人员通过药理学实验证明组蛋白乳酸化的增强促进了体内和体外的内侧钙化。在NR4A3敲除的小鼠钙化模型和血管平滑肌细胞样本中，组蛋白乳酸化水平显著降低，尤其是H3K18la，而H3K9la和H3K14la没有显著差异。这些数据表明NR4A3在钙化过程中促进组蛋白H3K18乳酸化。
NR4A3介导的组蛋白乳酸化通过上调Phospho1促进血管钙化
为了探究NR4A3介导的组蛋白乳酸化促进血管钙化的机制，研究人员通过对H3K18la进行CUT&Tag和RNA-seq分析，并联合血管平滑肌细胞钙化相关基因数据集，确定了3个调控NR4A3缺乏导致血管钙化的候选基因: Phospho1、Wnt7b和Wnt5a。H3K18la 的CUT&Tag数据分析表明：H3K18la与Phospho1启动子区结合，与基因表达密切相关。NR4A3介导的组蛋白乳酸化可增强Phospho1表达，NR4A3在血管平滑肌细胞中的促钙化作用依赖于Phospho1的激活。
综上所述，该研究通过多组学分析联合CUT&Tag技术表明NR4A3通过组蛋白乳酸化促进动脉钙化的新机制，靶向NR4A3介导的代谢组-表观基因组信号级联可能为预防动脉钙化提供新的见解。![]()
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两篇文章都先从表型出发，以组蛋白乳酸化修饰为切入点，进而通过CUT&Tag技术寻找下游靶点。类似的策略在多个高分文章上均有所体现，比如：文章亮点2、CUT&Tag等多组学联合分析揭示调控下游第二篇文章中，多次使用CUT&Tag & RNA-seq联合分析策略辅助确定下游靶点。CUT&Tag能够高通量地找到全基因范围内所有的结合靶点，RNA-seq可以帮助确定哪些基因受到这种修饰的调控，有助于进一步缩小下游后续靶点的数量。以上两篇文章都选择组蛋白乳酸化进行研究，且通过多个组蛋白乳酸化位点特异性抗体进行筛选，选择其中变化最显著的位点进行研究。景杰生物PTMab作为修饰抗体专家，“花开并蒂”抗体套装之“组蛋白乳酸化修饰位点特异抗体”小样套装（PTM-7093）是前期组蛋白位点筛选的优选方案！景杰生物还可提供【“一站式”CUT&Tag服务】，乳酸化修饰抗体+CUT&Tag联合解决方案，搭建代谢-表观桥梁，为基因/修饰功能研究提供完整解决方案！➣ 【表观遗传背景】十年以上表观遗传学产品研发经验，构建了CUT&Tag从抗体到表观服务的全流程服务生态
➣ 【专业团队】CUT&Tag服务由清华大学博士领衔组建，所有销售人员教育背景都是硕士及以上学历，专业度高
➣ 【高品质抗体】330+组蛋白位点自研自产抗体，具有特异性好，亲和力强，批间一致性高等优势，并且有大量CNS文章参考支撑
➣ 【全流程服务】具备全流程服务能力，从项目学术方案设计、细胞培养与核蛋白提取WB位点验证、抗体IP、文库构建、文库测序与生信分析服务一体化流程
➣ 【金牌售后】可以提供免费的报告解读、研究思路拓展等的学术支持；销售人员全国覆盖，可快速响应和专业回答客户问题。
[1]Wei Fan, et al. 2024. A feedback loop driven by H3K9 lactylation and HDAC2 in endothelial cells regulates VEGF-induced angiogenesis. Genome Biol.[2]Ma W, Jia K, Cheng H, et al. 2024. Orphan Nuclear Receptor NR4A3 Promotes Vascular Calcification via Histone Lactylation. Circ Res.
景杰生物作为修饰组学领域的领跑者，拥有多种修饰抗体和修饰组学质谱检测服务。如果您想了解相关产品和服务的更多信息，请扫描下方二维码填写合作咨询表单、或咨询景杰生物销售工程师、或拨打科服热线400-100-1145。如有转载、投稿等其他合作需求，请在文章下方留言，或添加微信ptm-market咨询。
