 影响因子：22.673 发表期刊：European Heart Journal 发表时间：2020年7月13日（预印版） 关键技术：H3K27me3 ChIP-seq、ChIP-qPCR、RNA-seq、RIP-seq 由慢性高血压，遗传易感性或主动脉瓣狭窄引起的病理性肥厚导致适应性重塑不良，并常常伴随着心室功能障碍，继而导致心力衰竭和死亡。有报道一些长链非编码RNA（lncRNA）在心脏肥厚中起关键作用。 从高度保守的父源印迹基因位点转录的lncRNA H19已被证明在小鼠胚胎和出生早期生长调控中发挥重要作用。然而，尚不清楚H19是否具有心脏保护作用或是否促进心脏疾病。 由于H19的表达在主动脉弓缩窄（TAC）诱发压力超负荷引起的左室心力衰竭后达到峰值，但在肥厚性心脏重构的失代偿期被强烈抑制，因此作者推测H19可能具有心肌特异性保护功能，可以用作治疗靶标。 作者首先在成年小鼠的各种不同组织中证明，H19是肌肉特异性的。 接下来，使用H19敲除小鼠（KO）研究H19是否在功能上参与了心肌肥厚的发展，TAC处理小鼠并监测6周。与野生型小鼠相比，TAC后H19-KO小鼠的心脏重量显著增加，伴有心脏尺寸增加的趋势，此外还伴随着心肌细胞大小增加和Mcip1.4表达增加。 为了研究H19作用下的心肌细胞特异性分子变化，作者对TAC处理后6周来自野生型和H19 KO心脏的纯化心肌细胞进行了mRNA表达谱分析。通过GSEA分析发现，H19 KO心肌细胞共富集347个基因集。其中发现了一些与心脏病和肥厚相关的通路，如NFATc3和转化生长因子（TGF）信号通路等（图1）。相比之下，野生型心脏中只有四组基因富集，它们都与炎症反应通路相关。
图1 TAC后6周，来自H19 KO和WT（n = 3）心肌细胞GSEA分析 H19之前被证明与癌细胞中的增强子Zeste 2（EZH2）相互作用，这是组蛋白甲基转移酶多梳抑制复合物2（PRC2）的一个成分，主要对组蛋白H3（H3K27me3）上的27个赖氨酸残基进行三甲基化。通过数据分析表明，H19中心区域和EZH2之间具有很高的相互作用倾向，并且使用RIP-seq证实了这种相互作用。利用siRNA敲低H19可以消除富集作用，表明H19与EZH2的相互作用具有特异性。为了进一步了解H19对PRC2的调控作用，作者对H19沉默（siRNA）或过度表达（慢病毒）后在HL-1细胞中进行了H3K27me3 ChIP-Seq实验。H19的抑制导致H3K27me3的整体增加，这是siRNA条件下特有的。相反，H19过表达后的H3K27me3水平与对照组相当，这表明高水平的H19对PRC2没有超剂量作用（图2A–C）。在差异最大的基因座中，发现了抗肥厚性NFAT调控子Tescalcin （Tesc）基因座在H19 siRNA处理后高度甲基化（图2D）。ChIP-qPCR实验证实了这一点（图2E）。 过表达H19对Tesc H3K27me3或mRNA表达没有影响（图2F）。已知Tescalcin可通过抑制钙调神经磷酸酶和使GSK3保持其活性形式来磷酸化NFAT来进行核排斥，从而作用于NFAT通路。因此，作者测试了Nfatc3的表达和活性，通过WB和ChIP-qPCR发现敲低H19后Nfatc3蛋白水平升高，Nppb和Mcip1.4靶启动子上的Nfatc3活性升高（图2G，H）。总之，这表明H19通过防止PRC2介导的Tesc基因座表观遗传抑制而起NFAT信号转导的关键抑制作用。
 此外，作者还通过体外和体内实验证明，H19的过表达可以改善肥厚性反应，有助于防止体内肥厚，并且当心脏肥厚已经建立时，H19疗法也有效。 该文的数据突出显示了H19是一种抗肥厚性lncRNA，为进一步治疗病理性心肌肥厚的H19疗法的临床前和临床开发铺平了道路。 |
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