LMO4上调诱导内皮细胞炎性激活促进动脉粥样硬化的机制研究
批准号:
82200481
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
20.0 万元
负责人:
林卓桁
依托单位:
学科分类:
动脉粥样硬化与动脉硬化
结题年份:
2024
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
林卓桁
中文摘要
遗传因素在冠心病的发生发展中发挥着重要作用,然而相关基因及其机制仍有待充分挖掘。本课题组前期通过对520例冠心病患者进行DNA甲基化分析,发现多个位点甲基化率与疾病严重程度高度相关,提示作为预后生物标志物的潜能。其中,LMO4基因启动子区cg26801613位点甲基化率与死亡风险呈高度负相关。初步研究发现,该位点去甲基化调控基因表达上调;内皮细胞过表达LMO4激活JAK/STAT3通路,上调黏附因子并促进单核细胞黏附,呈炎性激活表型。据此推测LMO4上调诱导内皮细胞炎性激活促进斑块形成,干预LMO4可减缓疾病进展。本项目将:①动物模型病理切片评价LMO4与斑块形成的相关性;②在ApoE敲除小鼠中用AAV载体上下调LMO4评价斑块形成是否受影响;③互作组学研究LMO4通过JAK/STAT3通路调控内皮细胞炎性激活的机制。本项目将为临床上治疗动脉粥样硬化潜在靶标提供理论和实验基础。
英文摘要
Genetic factors play an important role in the occurrence and development of coronary heart disease (CHD), while the associated genes and their mechanisms remain to be fully explored. Through DNA methylation analysis of 520 CHD patients, our research group found multiple sites which methylation rate were highly correlated with the severity of disease, suggesting its potential as a prognostic biomarker. The methylation rate of cg26801613 in the LMO4 promoter was highly negatively correlated with the risk of death. Preliminary studies showed that its de-methylation up-regulates LMO4 and endothelial cells overexpressed LMO4 showed an inflammatory activation phenotype, promoting monocyte adhesion through activation of JAK/STAT3 pathway and up-regulation of adhesion factors. Therefore, we speculate that LMO4 up-regulation induces endothelial proinflammatory activation and contributed to plaque formation, and the intervention of LMO4 can slow disease progression. This project will : 1) evaluate the correlation between LMO4 and plaque formation by pathological sections of animal models; 2) observe whether plaque formation was affected by up- or down-regulating LMO4 via AAV vectors in ApoE knockout mice; 3) study how LMO4 regulates endothelial proinflammatory activation by JAK/STAT3 pathway viainteraction omics. This project will provide theoretical and experimental basis for new potential clinical targets of atherosclerosis.
遗传因素包括表观遗传在冠心病的发生发展中发挥着重要作用,然而相关基因及其机制仍有待充分挖掘。本课题前期通过对520例冠心病患者进行DNA甲基化分析,发现多个位点甲基化率与疾病严重程度高度相关。其中,LMO4基因启动子区cg26801613位点甲基化率与死亡风险呈高度负相关(p=1.87x10-9),且与心脏彩超指标呈线性相关(左室收缩末期内径,LVESD,FDR=4.57x10-4;左室舒张末期内径,LVEDD,FDR=4.04x10-4;左室射血分数,LVEF,FDR=2.67x10-4)。通过对TCGA数据库33种肿瘤数据进行分析,我们发现cg26801613位点甲基化率与LMO4基因表达量呈高度相关;进一步通过CRISPR/dCas9-TET1甲基化编辑技术,对cg26801613位点进行去甲基化编辑,直接证明cg26801613甲基化控制LMO4基因表达。RNA测序显示,小鼠Lmo4在心肌缺血再灌注模型、高脂喂养诱导动脉粥样硬化模型和动脉剪切应力等模型中表达上调。单细胞测序分析显示小鼠Lmo4在内皮细胞中表达,并随造模时长呈上升趋势;拟时序分析表明,Lmo4在病理条件下特有的“内皮-间质转化”细胞亚群高表达(EndoMT),提示Lmo4可能与内皮炎性激活有关,对比阳性与阴性细胞,其表达差异基因主要富集在剪切应力响应、细胞紧密连接等通路上,进一步提示该基因与病理改变有关。在体外细胞系模型中,LMO4受脂多糖LPS诱导上调,过表达LMO4促进“单核-内皮粘附”,上调VCAM1表达,JAK/STAT3通路的激活,证明了LMO4促进内皮细胞炎性激活。最后,利用PhastID邻近标记技术鉴定LMO4互作组蛋白,证明了LMO4与STAT3分子的直接互作,并提示其互作蛋白可能参与内皮细胞表观遗传重塑;同时,利用AlphaFold 3,我们预测了LMO4与STAT3复合体的结构。
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