肺動(dòng)脈高壓(PH)是一種以肺血管阻力進(jìn)行性增加和肺血管重塑為特征的致死性心血管疾病，動(dòng)脈性肺動(dòng)脈高壓發(fā)病機(jī)制中內(nèi)皮功能障礙的關(guān)注度日益增加，而內(nèi)皮細(xì)胞（EC）中的BMP/TGF-β信號(hào)參與PAH發(fā)病機(jī)制在很大程度上仍然未知。近日西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院袁祖貽教授團(tuán)隊(duì)在Circulation Research（IF=23.2）上發(fā)表文章“MED1 Regulates BMP/TGF-β in Endothelium: Implication for Pulmonary Hypertension”，描述了輔激活子MED1與轉(zhuǎn)錄因子KLF4協(xié)同作用，通過(guò)調(diào)節(jié)染色質(zhì)重塑和增強(qiáng)子-啟動(dòng)子的相互作用調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞功能，揭示了MED1通過(guò)BMP/TGF-β通路促進(jìn)PH發(fā)展的調(diào)控機(jī)制。值得注意的是，在本研究中，作者使用了漢恒生物提供的腺病毒在細(xì)胞和小鼠肺部過(guò)表達(dá)MED1。

接下來(lái)，我們一起看看研究結(jié)果。

首先，作者對(duì)IPAH患者、SU5416/缺氧誘導(dǎo)PH的小鼠或大鼠，以及MCT誘導(dǎo)PH的大鼠肺組織進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，相較于對(duì)照組，MED1蛋白和mRNA在患病組織中顯著降低。qPCR和GEO數(shù)據(jù)集證明在IPAH患者的肺內(nèi)皮細(xì)胞中MED1 mRNA表達(dá)降低，這些結(jié)果表明，MED1在PAH患者和實(shí)驗(yàn)PH動(dòng)物的肺血管內(nèi)皮中存在顯著下調(diào)。

圖1.PH嚙齒動(dòng)物模型和IPAH患者的MED1表達(dá)降低

接下來(lái)，作者對(duì)敲低MED1的PAEC進(jìn)行RNA-seq，發(fā)現(xiàn)MED1與BMP/TGF-β信號(hào)相關(guān)，且相關(guān)分子在MED1敲低的內(nèi)皮細(xì)胞中下調(diào)。si轉(zhuǎn)染PAEC和敲除動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證明MED1的敲低或敲除降低了BMPR2，ERG（ETs相關(guān)基因）和TGFBR2的mRNA和蛋白質(zhì)水平，這些水平隨著Ad-MED1的過(guò)表達(dá)而恢復(fù)。

圖

在進(jìn)行了TF結(jié)合位點(diǎn)分析和免疫共沉淀后，作者發(fā)現(xiàn)MED1參與重要的內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)因子KLF4介導(dǎo)的反式激活。過(guò)表達(dá)KLF4的ChIP-seq結(jié)果顯示啟動(dòng)子的MED1與真染色質(zhì)富集區(qū)域相似，ChIP-qPCR結(jié)果顯示BMPR2、ERG以及TGFBR 2的位點(diǎn)都存在顯著的MED1/KLF4結(jié)合。敲低MED1或KLF4后，過(guò)表達(dá)另一基因不增加這幾個(gè)基因mRNA的表達(dá)。這表明MED1參與了BMPR2、ERG和TGFBR2的KLF4反式激活。

圖3.MED1介導(dǎo)KLF4調(diào)控BMPR2、ERG和TGFBR2

在對(duì)HUVEC進(jìn)行HiC數(shù)據(jù)庫(kù)分析染色質(zhì)聯(lián)系和ChIP-seq后發(fā)現(xiàn)，BMPR2、ERG和TGFBR2啟動(dòng)子上游DNA片段都可能存在遠(yuǎn)端增強(qiáng)子區(qū)域與H3K27ac、MED1和KLF4結(jié)合。PAEC中的MED1敲低阻礙啟動(dòng)子-增強(qiáng)子相互作用，而低氧也減弱了啟動(dòng)子-增強(qiáng)子相互作用、KLF4結(jié)合、Pol II募集以及靶基因的轉(zhuǎn)錄功能。這表明MED1促進(jìn)啟動(dòng)子的KLF4反式激活。

圖4.MED1通過(guò)增強(qiáng)子-啟動(dòng)子相互作用調(diào)節(jié)BMPR2、ERG和TGFBR2

隨后，作者使用EC特異性敲除MED1小鼠驗(yàn)證了MED1對(duì)實(shí)驗(yàn)型PH發(fā)展的影響。對(duì)野生型小鼠相比，MED1的EC特異性缺失加劇了SuHx誘導(dǎo)的PH，包括顯著上升的右心室收縮壓（RVSP）、Fulton指數(shù)、PA壁厚度和肺血管重塑程度，并抑制了肺組織中BMPR2、ERG和TGFBR2蛋白和mRNA的表達(dá)。使用腺病毒在小鼠肺組織中過(guò)表達(dá)MED1顯著改善MCT或SuHx誘導(dǎo)的PH，并在轉(zhuǎn)錄水平上顯著促進(jìn)了由SuHx阻礙的BMPR2、ERG、TGFBR2和pSmad1/5/8的表達(dá)。

圖5.內(nèi)皮中MED1缺乏加重小鼠的肺動(dòng)脈高壓

圖6.MED1過(guò)表達(dá)改善小鼠的肺動(dòng)脈高壓

在本研究中，作者利用高通量測(cè)序以及一系列表型檢測(cè)，在體內(nèi)和體外驗(yàn)證了MED1/KLF4對(duì)BMP/TGF-β信號(hào)通路中的BMPR2、ERG和TGFBR2的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，從而證明MED1在肺動(dòng)脈高壓的保護(hù)作用。作者的研究對(duì)于內(nèi)皮功能障礙的機(jī)制研究提供了新的見(jiàn)解，為臨床治療肺動(dòng)脈高壓疾病提供了新思路。