Brd4表观调控Nox4依赖的血管平滑肌氧化应激的机制研究

Oxidative stress is crucial to vascular restenosis.Nox4 is the predominant isoform generating reactive oxidative species in vascular smooth muscle cells (VSMCs).Nox4 has been proven to contribute to the neointima hyperplasia and restenosis after vascular injury. However, the epigenetic regulation including acetylation modification on Nox4 remains elusive. Brd4, a member of BET bromodomain family, is recognized as an acetylation reader. Whether Brd4 epigenetically modulates Nox4 remains unknown. Our preliminary data showed that Brd4 inhibitor JQ1 suppressed Nox4 expression. Meanwhile, the Nox4 has a predominant transcription factor Smad3. Our pilot study also demonstrated that Brd4 directly interacts with Smad3 by employing immunoprecipitation. Given the existence of Smad3 binding site in the Nox4 promoter area, the intramolecular binding domains of Brd4 to interact with transcription factors directly, we hypothesized that Brd4 might recognize the acetylation site in the Nox4 promoter area and form the Brd4-Smad3 complex and thus activate Nox4 transcription. Employing the western blot, immunoprecipitation, ChIP techniques, we aimed to explore how Brd4 interact with Smad3 and establish the Brd4-Smad3-Nox4 axis. This project hopefully might be helpful to delineate the role of Brd4 in restenosis and further illustrate the mechanisms regulating Nox4 in vascular diseases.

血管平滑肌中Nox4依赖的氧化应激在血管内膜增生及血管再狭窄中起重要作用，但Nox4转录激活的表观调控机制尚不清楚。组蛋白赖氨酸的乙酰化修饰是重要的表观调控方式，表观分子Brd4可特异性识别组蛋白赖氨酸的乙酰化位点进而调控基因转录，但其是否表观调控Nox4尚未阐明。前期预实验我们发现Brd4可调控Nox4的表达水平，且进一步发现Brd4与Nox4的转录因子Smad3存在直接作用。基于Brd4可与组蛋白/转录因子的乙酰化修饰位点结合以及Smad3可被募集到Nox4启动子区域，我们提出“Brd4可能通过识别Nox4启动子区域的乙酰化标签形成Brd4-Smad3复合体，进而激活Nox4转录”的假说。拟通过蛋白印迹、免疫共沉淀、染色质免疫共沉淀等方法明确Brd4-Smad3复合体的结合方式及其调控Nox4依赖的氧化应激的机制。研究有助于揭示Brd4在血管疾病作用并深化Nox4参与血管疾病机制认识。

血管平滑肌中Nox4依赖的氧化应激在血管内膜增生及血管再狭窄中起重要作用，但Nox4转录激活的表观调控机制尚不清楚。组蛋白赖氨酸的乙酰化修饰是重要的表观调控方式，表观分子Brd4是否表观调控Nox4尚未阐明。本项目旨在探讨了在血管平滑肌细胞（VSMCs）中Brd4调控Nox4的作用、机制和生物学功能。具体研究目标包括证实Brd4对VSMCs 中 Nox4 的氧化应激的调控作用及其潜在的表达调控轴。目前,项目初步发现Brd4参与血管平滑肌的氧化应激和血管钙化；钙化过程中Brd4表达被上调抑制Brd4可减弱血管平滑肌的血管钙化。Nox4可介导Hcy诱导的血管平滑肌氧化剂应激和炎症反应.并且在此过程中与sEH存在相互调控关系; 在实验动物中进一步证实上述观测结果。在Brd4调控Nox4的机制研究中,创新性的引入YAP/TAZ信号通路，初步结果提示Brd4对Nox4的调控可能通过对YAP/TAZ的激活有关。在基础研究的同时,紧随国家自然科学基金兼顾临床研究的趋势，对部分临床患者的数据进行了分析和总结，发现了血红蛋白水平与主动脉腔内隔绝术后患者的远期预后有关。另一方面，发现BNP水平与冠心病合并心腔内血栓患者的远期预后相关，更高水平的BNP与更差的心血管预后有关。上述研究一方面有助于进一步揭示Brd4与Nox4在调控血管平滑肌的生物学功能,为后续发现新的临床药物靶点提供选择。另一方面，临床研究有助于协助冠心病等疾病的临床预后预测提供新的参考。该研究项目的部分数据已经发表，并已培养硕士研究生5名。目前项目负责人以以第一作者或者通讯作者已经发表课题结果相关SCI论文3篇，其中一篇发表在Vascular Pharmacology，两篇发表在Frontiers in Cardiovascular Medicine杂志。剩余部分数据在将在后续补充及整理完善后投稿。总体而言，项目课题进展顺利，相关结果还在整理投稿中，基本完成了设定的研究任务。