影響因子：22.673
發(fā)表期刊：European Heart Journal
發(fā)表時間：2020年7月13日（預(yù)印版）
關(guān)鍵技術(shù)：H3K27me3 ChIP-seq、ChIP-qPCR、RNA-seq、RIP-seq
由慢性高血壓，遺傳易感性或主動脈瓣狹窄引起的病理性肥厚導(dǎo)致適應(yīng)性重塑不良，并常常伴隨著心室功能障礙，繼而導(dǎo)致心力衰竭和死亡。有報道一些長鏈非編碼RNA（lncRNA）在心臟肥厚中起關(guān)鍵作用。
從高度保守的父源印跡基因位點轉(zhuǎn)錄的lncRNA H19已被證明在小鼠胚胎和出生早期生長調(diào)控中發(fā)揮重要作用。然而，尚不清楚H19是否具有心臟保護作用或是否促進心臟疾病。
由于H19的表達在主動脈弓縮窄（TAC）誘發(fā)壓力超負荷引起的左室心力衰竭后達到峰值，但在肥厚性心臟重構(gòu)的失代償期被強烈抑制，因此作者推測H19可能具有心肌特異性保護功能，可以用作治療靶標。
作者首先在成年小鼠的各種不同組織中證明，H19是肌肉特異性的。
接下來，使用H19敲除小鼠（KO）研究H19是否在功能上參與了心肌肥厚的發(fā)展，TAC處理小鼠并監(jiān)測6周。與野生型小鼠相比，TAC后H19-KO小鼠的心臟重量顯著增加，伴有心臟尺寸增加的趨勢，此外還伴隨著心肌細胞大小增加和Mcip1.4表達增加。
為了研究H19作用下的心肌細胞特異性分子變化，作者對TAC處理后6周來自野生型和H19 KO心臟的純化心肌細胞進行了mRNA表達譜分析。通過GSEA分析發(fā)現(xiàn)，H19 KO心肌細胞共富集347個基因集。其中發(fā)現(xiàn)了一些與心臟病和肥厚相關(guān)的通路，如NFATc3和轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）信號通路等（圖1）。相比之下，野生型心臟中只有四組基因富集，它們都與炎癥反應(yīng)通路相關(guān)。
圖1 TAC后6周，來自H19 KO和WT（n = 3）心肌細胞GSEA分析
H19之前被證明與癌細胞中的增強子Zeste 2（EZH2）相互作用，這是組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶多梳抑制復(fù)合物2（PRC2）的一個成分，主要對組蛋白H3（H3K27me3）上的27個賴氨酸殘基進行三甲基化。通過數(shù)據(jù)分析表明，H19中心區(qū)域和EZH2之間具有很高的相互作用傾向，并且使用RIP-seq證實了這種相互作用。利用siRNA敲低H19可以消除富集作用，表明H19與EZH2的相互作用具有特異性。為了進一步了解H19對PRC2的調(diào)控作用，作者對H19沉默（siRNA）或過度表達（慢病毒）后在HL-1細胞中進行了H3K27me3 ChIP-Seq實驗。H19的抑制導(dǎo)致H3K27me3的整體增加，這是siRNA條件下特有的。相反，H19過表達后的H3K27me3水平與對照組相當，這表明高水平的H19對PRC2沒有超劑量作用（圖2A–C）。在差異最大的基因座中，發(fā)現(xiàn)了抗肥厚性NFAT調(diào)控子Tescalcin （Tesc）基因座在H19 siRNA處理后高度甲基化（圖2D）。ChIP-qPCR實驗證實了這一點（圖2E）。
過表達H19對Tesc H3K27me3或mRNA表達沒有影響（圖2F）。已知Tescalcin可通過抑制鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶和使GSK3保持其活性形式來磷酸化NFAT來進行核排斥，從而作用于NFAT通路。因此，作者測試了Nfatc3的表達和活性，通過WB和ChIP-qPCR發(fā)現(xiàn)敲低H19后Nfatc3蛋白水平升高，Nppb和Mcip1.4靶啟動子上的Nfatc3活性升高（圖2G，H）。總之，這表明H19通過防止PRC2介導(dǎo)的Tesc基因座表觀遺傳抑制而起NFAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵抑制作用。
此外，作者還通過體外和體內(nèi)實驗證明，H19的過表達可以改善肥厚性反應(yīng)，有助于防止體內(nèi)肥厚，并且當心臟肥厚已經(jīng)建立時，H19療法也有效。
該文的數(shù)據(jù)突出顯示了H19是一種抗肥厚性lncRNA，為進一步治療病理性心肌肥厚的H19療法的臨床前和臨床開發(fā)鋪平了道路。
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