阜外醫院王利團隊Circulation及Circulation Research接連發文,揭示影響血管平滑肌細胞命運之手
血管平滑肌細胞正常情況下以靜息的「分化」狀態存在於血管中膜,但異常情況下會轉變為活躍的「去分化」表型,促進多種血管疾病如動脈粥樣硬化、血管再狹窄等的發生髮展。
是誰改變了血管平滑肌細胞的命運?
近期,中國醫學科學院阜外醫院心血管疾病國家重點實驗室王利教授課題組在Circulation和Circulation Research上發表的兩項研究掀開了「冰山一角」。
發表在Circulation上的這項研究成果首次揭示,組蛋白變異體H2A.Z可以靶向調控多種血管平滑肌細胞特異性基因表達,是維持血管平滑肌細胞表型的關鍵因子。(點擊可見原文)
組蛋白是染色體基本結構單元核小體的重要組成原件。組蛋白變異體可通過影響染色質結構調控基因的表達,從而在機體發育與疾病過程中發揮重要作用。
H2A.Z可結合於血管平滑肌細胞標誌性基因,增加其核小體開放程度,並促進SMAD3、MED1的招募,從而促進這些基因的表達,維持平滑肌收縮表型。
圖1H2A.Z調控血管平滑肌細胞表型示意圖
該研究首次從組蛋白變異體調控的角度解讀了心血管疾病,這或為臨床預防和治療血管疾病提供新的思路和靶點。
在該項研究中,王利課題組採用最新的單細胞轉錄組測序技術,結合其他高通量測序研究手段與一系列病理學、細胞學及動物學實驗,研究了疾病狀態下血管組織中細胞亞群分布及其基因表達特點。
另一項發表在Circulation Research的研究,則首次明確THO複合物對血管平滑肌細胞基因表達的轉錄後調控作用,提示其亞基THOC5可作為血管疾病的潛在干預節點。(點擊可見原文)
研究揭示,THO複合物的亞基THOC5與THOC2可以特異性地與血管平滑肌細胞標誌性基因mRNA發生動態結合,從而調控平滑肌標誌性基因的表達。
THO複合物是TREX(transcription/export)複合物的亞基之一,與其他蛋白質,如Uap56,Alyref,Uif等相互作用,參與mRNA轉錄和輸出,在轉錄延伸、核RNA輸出和基因組穩定中起著重要的調控作用。
Thoc5可以維持血管平滑肌細胞標誌性基因的表達,有效減少血管損傷後新生內膜的形成。
圖2經大鼠頸動脈球囊拉傷並局部過表達Thoc5術後2周病理檢測結果
研究者簡介
王利教授
王利教授為中國醫學科學院協和學者特聘教授,心血管疾病國家重點實驗室研究員,博士生導師,獲得中組部「青年千人」和國家基金委「優青」資助。
王利課題組重點關注肌肉細胞(尤其是血管平滑肌細胞與心肌細胞)在發育與疾病中的調控,希望通過高通量組學手段系統闡明這些細胞命運決定的分子機制,為心血管疾病的防治提供新的思路,並進一步利用發現的這些規律指導多能幹細胞向心血管細胞的定向分化,服務心血管再生醫學。
圍繞上述領域,他以通訊作者或第一作者在《Cell Stem Cell》(2篇)、《Circulation》、《Circulation Research》(3篇)、《Nucleic Acids Research》、《Genes & Development》等學術雜誌發表研究論文20餘篇,累計影響因子約22,最近五年論文他引次數超過1600次。先後主持科技部重大研究專項、國自然「優青」項目、國自然面上項目等研究。
來源:
[1] Yao F, Yu P, Li Y,et al. Histone Variant H2A.Z is Required for the Maintenance of Smooth Muscle Cell Identity as Revealed by Single-Cell Transcriptomics. Circulation. 2018 Jun 5. DOI: 10. 1161/CIRCULATIONAHA. 117.033114.
[2]Yuan X, Zhang T, et al. THO Complex--DependentPosttranscriptional Control Contributes to Vascular Smooth Muscle Cell FateDecision. Circ Res. 2018 Jul 19. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA. 118. 313527.
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