FAM172A通过组蛋白H3K9甲基化致糖尿病血管损伤机制研究

本课题组在国际上首次证实FAM172A蛋白的存在，进一步研究发现：糖尿病主动脉组织及动脉粥样硬化斑块中FAM172A表达上调；FAM172A含有与组蛋白H3K9甲基化有关的Arb2结构域；过表达FAM172A使人主动脉平滑肌细胞氧化应激反应增强、使高脂饮食喂养的糖尿病小鼠主动脉粥样斑块面积变大；已有研究表明高糖可影响组蛋白H3K9甲基化，而H3K9甲基化与炎症基因表达变化有关。本项目将探讨FAM172A在组蛋白H3K9甲基化介导的高糖所致糖尿病血管损伤中的作用及机制。内容包括：高糖调控FAM172A表达的机制；FAM172A如何通过影响H3K9甲基化而参与高糖所致血管损伤；FAM172A与靶蛋白的相互作用；FAM172A表达改变对小鼠动脉粥样硬化等表型的影响。本课题从组蛋白H3K9甲基化这一崭新视点研究糖尿病大血管损伤机制，将为糖尿病大血管病变机制及防治提供新靶点及新思路。

FAM172A蛋白是本课题组在国际上首先证实存在的新蛋白。研究发现：糖尿病主动脉组织及动脉粥样硬化斑块中FAM172A表达上调；过表达FAM172A使人主动脉平滑肌细胞氧化应激反应增强、使高脂饮食喂养的糖尿病小鼠主动脉粥样斑块面积变大；同时FAM172A含有与组蛋白H3K9甲基化有关的Arb2结构域。2012年度工作主要包括：成功构建FAM172A干扰质粒及成功包装FMA172A过表达慢病毒颗粒；应用酵母双杂交筛选到与FAM172A可能存在相互作用的蛋白RTCD1，MOCS2，A2M，KCNIP1，BTBD2，TOX2；寻找到三个与FAM172A相关的信号通路蛋白Smad3、Phospho-p38 MAPK及P27 kip11蛋白。2013年度工作主要包括：明确了高糖促进巨噬细胞FAM172A的表达；明确了高糖可降低巨噬细胞内H3K9甲基化包括H3K9m1、H3K9m2、H3K9m3的水平；初步明确了高糖下调巨噬细胞中Suv39H2的表达。2014年度工作包括：明确了高糖上调巨噬细胞去甲基转移酶JMJD2A表达而下调甲基化转移酶（Suv39H1、Suv39H2、G9A）表达；明确了H3K9甲基化水平下降可使炎症因子IL-6、IL-12p40、MIP-1α、MIP-1β等炎性基因的启动子区H3K9三甲基化减少从而使炎症因子基因表达增加；明确了高糖促进大鼠主动脉平滑肌细胞增殖。2015年度工作包括：明确了FAM172A通过下调巨噬细胞SUV39H1表达而降低H3K9甲基化水平进而致IL-6等细胞因子表达增高；明确了FAM172A通过激活甲状腺乳头状癌细胞株IHH4中p38 MAPK通路而促进了甲状腺癌细胞的增殖；明确了甲基转移酶Suv39H1特异性阻断剂Chaetocin可以阻断高糖对巨噬细胞源性炎症因子表达的促进作用；成功获得了FAM172A基因敲除小鼠模型。通过以上研究，课题组初步阐明了FAM172A在高糖所致血管损伤中的作用及部分机制，即高糖通过上调FAM172A影响H3K9甲基化水平进而调控与血管损伤相关的基因如炎症因子的表达而参与了糖尿病血管损伤。另外p38 MAPK通路的激活可能也是FAM172A参与糖尿病血管损伤的机制之一。课题组提出并初步证实了高糖通过调控 FAM172A 基因的表达进而影响组蛋白H3K9甲基化而导致糖尿病血管损伤这一全新致病机制。