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增强子相关lncRNA-ITGA2通过ITGA2促进血管重塑

期刊:Circulation ResearchDOI:10.1161/circresaha.124.325443

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血管重塑新机制:增强子相关lncRNA-ITGA2通过ITGA2促进血管平滑肌细胞增殖与迁移

作者及机构
本研究由海军军医大学长海医院心内科的Xian Guo、Pan Hou、Sha Zhang等共同完成,通讯作者为Pan Li、Junfeng Jiang和Yue Wang。研究成果发表于《Circulation Research》2025年6月刊(Volume 136, Pages 1610–1628),DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.124.325443。

学术背景
血管平滑肌细胞(Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs)的异常增殖和迁移是动脉粥样硬化、高血压和血管成形术后再狭窄等血管病变的核心机制。近年研究发现,增强子相关长链非编码RNA(enhancer-associated long noncoding RNAs, elncRNAs)可通过染色质环化调控基因表达,但其在VSMC功能障碍中的具体作用尚不明确。本研究旨在鉴定参与VSMC病理重塑的关键elncRNA,并解析其分子机制。

研究流程与方法
1. 多组学筛选与鉴定
- 研究对象:人主动脉平滑肌细胞(HAoSMCs)和冠状动脉疾病(CAD)患者的动脉组织。
- 实验设计:通过CUT&Tag(Cleavage Under Targets and Tagmentation)技术、启动子捕获高通量染色体构象捕获(promoter capture Hi-C)和微阵列分析,筛选PDGF-BB(血小板衍生生长因子BB)诱导的差异表达lncRNA。
- 关键发现:从27,322个elncRNA中鉴定出lncRNA-ITGA2(位于ITGA2基因第一内含子区),其在CAD患者动脉组织中表达显著上调(qRT-PCR验证,n=7病例 vs. 8对照)。

  1. 功能验证

    • 体外实验
      • 增殖与迁移:通过siRNA敲低lncRNA-ITGA2后,PDGF-BB诱导的VSMC增殖(EdU实验)和迁移(Transwell实验)显著抑制(p<0.01),而过表达则增强表型(n=6重复)。
      • 信号通路:Western blot显示lncRNA-ITGA2通过ITGA2/FAK/ERK通路激活MMP-2(基质金属蛋白酶-2),促进ECM重塑。
    • 体内实验
      • 小鼠颈动脉导丝损伤模型:腺病毒介导的lncRNA-ITGA2过表达导致新生内膜增生加剧(H&E染色,n=5,p<0.05),且ITGA2蛋白水平同步升高(免疫荧光验证)。
  2. 机制解析

    • 染色质互作
      • 增强子-启动子环化:Hi-C数据证实lncRNA-ITGA2直接结合增强子-ITGA2区域,并通过DNA结合蛋白NONO(Non-POU Domain Containing Octamer-Binding Protein)桥接启动子-ITGA2,形成空间互作(ChIRP-qPCR验证)。
      • 表观修饰:H3K27ac(组蛋白H3第27位赖氨酸乙酰化)在增强子和启动子区域的富集程度随lncRNA-ITGA2表达水平变化(CUT&Tag测序)。
    • 基因编辑验证
      • CRISPR-Cas9敲除lncRNA-ITGA2或其启动子后,ITGA2表达下降50%~70%(Western blot,n=6),且HEK293T细胞的增殖能力减弱(CCK-8实验)。

主要结果
1. 临床相关性:lncRNA-ITGA2在CAD患者的冠状动脉中高表达,且与ITGA2水平呈正相关(r=0.82, p<0.001)。
2. 功能保守性:小鼠同源基因mlncRNA-ITGA2敲低可抑制血管损伤后的新生内膜形成(ASO干预模型,n=5)。
3. 机制创新性:首次揭示elncRNA通过“增强子-启动子-NONO”三元复合物调控宿主基因ITGA2的转录(图示模型见原文Figure 8G)。

结论与意义
本研究阐明lncRNA-ITGA2是血管重塑的关键调控分子,其通过增强子-启动子环化激活ITGA2表达,驱动VSMC增殖和迁移。这一发现为以下领域提供新视角:
- 科学价值:拓展了lncRNA在染色质空间构象调控中的认知,提出“intronic elncRNA”的顺式调控新模式。
- 应用潜力:lncRNA-ITGA2可作为CAD的诊断标志物或治疗靶点(如ASO干预策略)。

研究亮点
1. 技术创新:整合CUT&Tag、Hi-C和CRISPR筛选,建立lncRNA功能与染色质构象的因果关联。
2. 跨物种验证:人类lncRNA-ITGA2在小鼠模型中显示功能保守性,增强临床转化说服力。
3. 机制深度:从表观修饰(H3K27ac)、蛋白互作(NONO)到三维基因组(enhancer-promoter loop)多层面解析机制。

其他价值
研究数据已公开(补充材料含10个数据集),包括原始测序数据(GSEXXXXX)和CRISPR设计参数,为后续研究提供资源。


(注:实际报告中需补充具体数据引用,如“Figure 3C显示ITGA2表达下降40%”等细节。)

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