TAOK1功能性遗传变异在慢性血栓栓塞性肺动脉高压发展中的作用及机制

The etiology and pathogenesis of chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH) are still unclear. Genetic variation plays an important role in the occurrence and development of CTEPH. This project is based on our recently genome-wide association study of CTEPH. Single nucleotide polymorphism of TAOK1 3'UTR in region 17q11.2 was associated with CTEPH, which may affect the expression of TAOK1. We propose a hypothesis that TAOK1 may inhibit the production of IL-17RA-Act1 complex and down-regulate IL-17-mediated signal transduction to inhibit NF-κB activity, thereby maintaining pulmonary artery endothelial cell stability and playing a protective role in the development of CTEPH. Luciferase reporter gene assay will be used to perform functional verification on the polymorphism of TAOK1. We will establish a gene interference system to observe the expression of IL-17RA, Act1 and NF-κB/p65 in pulmonary artery endothelial cells. CTEPH mice models will be built to evaluate the severity of pulmonary artery lesions and the expression of these factors in endothelial cells. This work will firstly elucidate the important role and related molecular mechanism of TAOK1 gene polymorphism which found and verified in the genome-wide association study on CTEPH, and provide a reliable basic data for the etiology of CTEPH in China.

慢性血栓栓塞性肺动脉高压（CTEPH）的发病机制尚不明确，遗传变异发挥重要作用。我们在前期的全基因组关联研究中发现，染色体17q11.2区有3个位于TAOK1 3'UTR的单核苷酸多态性与CTEPH存在关联，可能影响TAOK1表达，但其在CTEPH发病中的作用机制尚不明确。我们提出研究假设：TAOK1可能通过干扰IL-17RA-Act1复合物的生成，下调IL-17介导的信号转导抑制NF-κB的活性，从而维持肺动脉内皮细胞稳定，在CTEPH中起保护性作用。我们拟利用荧光素酶报告基因实验对TAOK1基因多态性进行功能性实验；建立基因干扰体系观察内皮细胞IL-17RA、Act1和NF-κB/p65的表达；建立小鼠模型，从整体水平评价肺动脉病变程度和内皮细胞中上述因子的表达。本课题的完成将首次阐明全基因组关联研究发现的TAOK1多态性在CTEPH发病中的作用及机制，为我国CTEPH病因学提供数据。

慢性血栓栓塞性肺动脉高压（CTEPH）的发病机制尚不明确，遗传变异发挥重要作用。我们在前期全基因组关联研究（GWAS）的基础上，发现染色体17q11.2区域有3个位于TAOK1 3'非翻译区的单核苷酸多态性（SNP）位点与CTEPH存在关联，可能影响TAOK1表达，但其在CTEPH发病中的作用机制尚不明确。TAOK1是位于N端激酶结构域STE20激酶群中的一员，TAOK1通过促进染色体的正常聚集来维持染色体的稳定性，并且在多种细胞中发现TAOK1参与IL-17介导的信号传导和炎症的负调节，因此，我们进一步探讨TAOK1可能通过参与IL-17介导的信号传导在CTEPH发生发展中的作用。. 我们收集 CTEPH 患者行肺动脉内膜剥脱术（PEA）后的组织标本，进行免疫组化观察，发现TAOK1与IL-17分布位置相似，在肺动脉内皮细胞（PAECs）及肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）中均存在明显聚集。取另一部分PEA后的组织标本进行分离 PASMCs并培养，并与健康人平滑肌细胞系对照，提取总蛋白，发现CTEPH患者PASMCs中TAOK1蛋白表达可能较正常人减低。将PAECs进行低氧处理，并与常氧组进行对照，行免疫荧光定位分析，提示低氧内皮细胞内TAOK1蛋白表达可能较正常人减低。检测常氧组及低氧组细胞中 TAOK1 的蛋白含量进行比较，提示低氧可以诱导TAOK1蛋白表达减低。我们收集CTEPH患者和正常对照的外周血，显示IL-17含量在CTEPH中明显升高，而TAOK1浓度较健康人水平明显降低，提示IL-17可能在CTEPH的发生发展中发挥促进作用，而TAOK1可能在CTEPH中起到保护性作用。进一步扩大样本量进行GWAS分析，另外募集了131例CTEPH和249例正常对照组外周血标本。在发现阶段，使用Illumina 全基因组亚洲筛选阵列ASA芯片对223例CTEPH患者和373例正常对照进行了743,722个位点的基因分型，筛选出318个SNP位点。在另外募集的100例CTEPH患者和294例正常对照中使用Affymetrix GeneChip Genome-Wide Human SNP Array 6.0进行基因分型后验证，最终发现12个SNP位点与CTEPH的遗传易感性相关，进一步夯实与CTEPH发生发展相关的遗传学信息。