表观遗传调控因子UHRF1在动脉粥样硬化中的作用及机制研究

Atherosclerosis is a chronic arterial vascular disease with multiple etiology, which involves inflammation, lipid metabolism, lipid deposition and intimal plaque formation. In recent years, more and more evidences show that epigenetic regulation is involved in the development of atherosclerosis. As an epigenetic regulatory factor that can identify histone modifications and DNA methylation, UHRF1 plays an irreplaceable role in the maintenance of DNA methylation and the regulation of many biological processes. UHRF1 was found to coordinated regulation of DNA methylation and histone methylation modification（NAT COMMUN 2016）. Previous studies have also found that UHRF1 could affect the expression of cell cycle related genes and ER-, eNOS and other genes in vascular endothelial cells, and further affect the proliferation and migration of endothelial cells. This project intends to study the regulation function of UHRF1 on endothelial cells and smooth muscle cells proliferation, migration and its impact on vascular intimal hyperplasia. Further more,we will clarify the regulatory mechanism of DNA methylation and histone modifications in the process and the development of the atherosclerosis.

动脉粥样硬化是一种慢性的、多病因且影响全身的动脉血管病，其中涉及到炎症反应、脂代谢紊乱、动脉内膜脂质沉积以及粥样斑块形成等多个过程，近年来，越来越多的证据表明表观遗传调控参与动脉粥样硬化疾病的发生发展。UHRF1作为能同时识别组蛋白修饰及DNA甲基化的表观遗传调控因子，对DNA甲基化的维持及多种生物调控中有着不可替代的作用。项目申请人发现UHRF1可介导DNA甲基化及组蛋白甲基化修饰的协同调控（NAT COMMUN 2016），且项目前期研究也发现UHRF1可以影响血管内皮细胞中细胞周期相关基因及ER-α、eNOS等基因的表达，并能进一步影响内皮细胞的增殖及迁移。本项目拟研究UHRF1对内皮细胞及平滑肌细胞基因调控、增殖、迁移的影响以及其在血管内膜增生中的作用，并进一步阐明DNA甲基化及组蛋白修饰在动脉粥样硬化发生发展过程中的调节机制。

表观遗传关键蛋白UHRF1是多功能核蛋白UHRF家族的成员之一, 已有大量研究证明该蛋白在DNA甲基化维持中发挥至关重要作用,通过与DNMTl以及组蛋白去乙酰化酶1 (histone deacetylase 1,HDACl)的相互作用,从而调控基因的表达和染色质的修饰，进而影响包括肿瘤在内的多种疾病的进展。本课题设计了靶向 UHRF1 的shRNA序列并克隆到pLKO.1载体上，利用慢病毒包装体系构建含有UHRF1－shRNA的慢病毒及相应对照。利用制备好的慢病毒在人主动脉血管平滑肌细胞（HA-VSMC）中敲减UHRF1 制备稳定细胞系进而进行细胞增殖和转移的检测，同时利用稳定细胞系进行转录组学和上皮间质转化标志物的检测和分析。此外，本课题还利用相应慢病毒制备了黑色素瘤B16F10的稳定细胞系，进而进行了细胞增殖、转移以及多组学和生物芯片分析。数据显示，无论是对HA-VSMC还是B16F10细胞，UHRF1敲减后均会降低细胞的增殖速度和转移率，转录组学和蛋白组学分析发现UHRF1敲减后与动脉粥样硬化等心血管疾病以及黑色素瘤相关的多种基因表达发生明显变化，另外利用人的黑色素瘤样品生物组织芯片进行的检测发现 在人黑色素瘤样品中UHRF1明显高表达。以上研究从多种疾病和多种角度对UHRF1的生理功能进行了分析，为更深入的了解该基因的功能提供了新的素材和证据。此外，利用UHRF1敲减的B16F10稳定细胞系小鼠体内转移工作正在进行，预期将为研究UHRF1功能提供更多体内研究结果和数据。