JACC-BTS 华科大同济医院汪道文/丁虎团队揭示超级增强子来源ABCA1-seRNA表观调控胆固醇稳态抗动脉粥样硬化新机制

学术 2024-10-14 07:02 山东

动脉粥样硬化主要是由脂类物质在动脉壁上异常沉积引起的慢性炎症性疾病，是造成心脑血管疾病及其死亡的主要原因。他汀等降胆固醇药物能显著减轻冠心病等动脉粥样硬化性心血管病(ASCVD)的发病风险，但心血管病残余风险仍然存在，亟待探索新的降脂干预靶点。

近年来，一些以RNA为治疗靶点的新型降脂药物降脂效果十分显著。超级增强子RNA是一类新发现的能够在各种生物过程中发挥调节作用的表观遗传调节因子，但是它们在维持胆固醇稳态中的潜在表观遗传调控机制仍不清楚。因此，深入探究超级增强子RNA在动脉粥样硬化过程中的发病机制对于降低心血管疾病发生的残余风险具有重要的科学意义。

2024年10月9日，华中科技大学同济医学院附属同济医院心血管内科汪道文/丁虎教授团队在JACC: Basic to Translational Science杂志上发表题为“ABCA1-Super Enhancer RNA Promotes Cholesterol Efflux, Reduces Macrophage-Mediated Inflammation and Atherosclerosis”的研究论文。该研究通过系统筛选及验证发现：超级增强子来源RNA ABCA1-seRNA表观调控胆固醇稳态，发挥抗炎和抗动脉粥样硬化的作用，有望成为ASCVD降脂治疗新靶点。

首先，研究者通过整合分析ENCODE、SRA Database、NONCODE数据库及调控胆固醇稳态相关的基因，发现在ABCA1基因第1号内含子区域存在一个转录方向与其相反的超级增强子RNA ABCA1-seRNA。作者分别在THP-1和HepG2细胞中探究了ABCA1-seRNA对ABCA1的影响。在体外实验中发现敲减ABCA1-seRNA可以抑制ABCA1的表达并降低APOA1和HDL介导的细胞胆固醇流出率，细胞内脂质聚集明显增加；另外，进一步实验表明ABCA1-seRNA在HDL生物合成中发挥重要作用。

接下来，研究者通过RNA-pulldown、RIP和蛋白质谱实验揭示了ABCA1-seRNA与MED23特异性结合，调控ABCA1的表达参与维持胆固醇稳态的具体机制。研究发现，MED23作为一个中介复合体招募转录因子RXRa和LXRa通过RNA Pol II激活ABCA1基因的启动子使其转录活性增强，表达增多。借助Hi-C实验证明了ABCA1-seRNA与ABCA1基因之间可以形成染色质Loop环并存在正反馈调节的作用。

随后，研究者对RNA-seq数据深入分析发现炎症通路相关差异基因表达在 ABCA1-seRNA缺失的巨噬细胞模型中显著富集；细胞实验表明ABCA1-seRNA的表达缺失可以引起巨噬细胞发生M1极化并促进细胞增殖、迁移和黏附的能力。联合分析ATAC-seq和转录组测序，详细揭示了ABCA1-seRNA促进转录因子P65发生泛素化从而抑制NF-κB信号通路活化使炎症因子分泌减少从而发挥抑炎作用的分子机制。

接下来，研究者探究了AAV-ABCA1-seRNA给药对高脂喂养APOE^-/-小鼠动脉粥样硬化的治疗效果。液相色谱分析显示，AAV-ABCA1-seRNA处理的APOE^-/-小鼠外周血中的甘油三酯和胆固醇水平显著改善，组织学分析表明，AAV-ABCA1-seRNA给药后可以显著抑制APOE^-/-小鼠肝脏脂肪变性和减少主动脉粥样斑块的形成。注射AAV-ABCA1-seRNA的APOE^-/-小鼠的血浆中炎症因子水平明显降低。这些结果表明，过表达ABCA1-seRNA至少部分逆转APOE^-/-小鼠动脉粥样硬化表型。

最后，研究者在进行了冠状动脉造影的队列中发现ABCA1-seRNA具备作为冠心病发生风险预测因子的能力。

总之，本研究首次发现ABCA1-seRNA不仅通过顺式调控ABCA1的表达来影响胆固醇外流；还可以反式调控P65并介导其发生泛素化来抑制NF-κB通路的激活和巨噬细胞炎症反应。因此，ABCA1-seRNA作为一种新的表观遗传调控因子，为临床预防炎症性疾病和治疗冠心病提供了一个新的潜在药物靶点。本项目从表观遗传调控的新视角，提出了基于胆固醇代谢稳态中“超级增强子来源RNA”为降脂治疗靶点的新思路，对进一步降低国人心血管病残余风险，防治冠心病等动脉粥样硬化疾病有重要的参考价值，为将来的靶点药物开发提供了强有力的理论依据。

华中科技大学同济医学院附属同济医院心血管内科汪道文教授和丁虎教授为本文的共同通讯作者，心血管内科医师汪静为本文的第一作者。本研究获得国家重点研发计划(No.2021YFC2500600, 2021YFC2500604, 2022YFE0209900)和国家自然科学基金(No. 82170348, 81974047, 81790624)等项目的资助。

原文链接：

https://www.jacc.org/doi/10.1016/j.jacbts.2024.08.005

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