動(dòng)脈粥樣硬化中的DNA甲基化和組蛋白修飾及其表觀遺傳治療視角
動(dòng)脈粥樣硬化（Atherosclerosis, as）是一種以動(dòng)脈血管壁炎癥和斑塊積聚為特征的血管病變，是大多數(shù)心血管疾病的重要病因。除了脂質(zhì)沉積和慢性炎癥外，越來越多的證據(jù)表明表觀遺傳修飾與動(dòng)脈粥樣硬化越來越相關(guān)，并從治療和生物標(biāo)志物的角度都很有意義。本文就DNA甲基化和組蛋白翻譯后修飾在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用進(jìn)行綜述，并對(duì)今后動(dòng)脈粥樣硬化治療的研究方向和潛在治療方法進(jìn)行了討論。
背景（Background）
動(dòng)脈粥樣硬化是大多數(shù)心血管疾病的重要病因，包括卒中（中風(fēng)）和冠狀動(dòng)脈疾�。ü谛牟。�，是全球范圍內(nèi)死亡的主要原因。動(dòng)脈粥樣硬化由血管內(nèi)皮功能障礙、脂質(zhì)沉積、巨噬細(xì)胞吞噬、泡沫細(xì)胞形成、異常遷移以及血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)和基質(zhì)細(xì)胞在促炎因子作用下增殖引起。在病理刺激下，如低密度脂蛋白(LDL)和甘油三酯水平、吸煙和肥胖，血管內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)的血管最內(nèi)層被激活。單核細(xì)胞作為促炎細(xì)胞，可與活化的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的黏附分子結(jié)合，通過趨化因子招募到內(nèi)膜中。進(jìn)入內(nèi)膜后，單核細(xì)胞成熟為表達(dá)清道夫受體（scavenger receptor）的巨噬細(xì)胞，然后與脂蛋白結(jié)合并分化為泡沫細(xì)胞。在動(dòng)脈粥樣硬化病變過程中，血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)最初通過產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)蛋白(如膠原蛋白和蛋白多糖)來穩(wěn)定斑塊。幾十年來，泡沫細(xì)胞積聚加上死亡細(xì)胞和瀕死細(xì)胞碎片，導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊進(jìn)展。然而，在動(dòng)脈粥樣硬化晚期階段，活化的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase）家族的酶，導(dǎo)致斑塊破裂，從而引起心肌和腦梗死，這顯著增加了動(dòng)脈粥樣硬化疾病的發(fā)病率和死亡率。最近的證據(jù)表明，VSMC也可以分化為巨噬細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞樣細(xì)胞，促進(jìn)病變擴(kuò)大和不穩(wěn)定。
表觀遺傳學(xué)由Conrad Waddington于1942年提出，是一種涉及遺傳的表型，通過有絲分裂或減數(shù)分裂傳遞。從那時(shí)起，表觀遺傳學(xué)被多次重新定義。最近表觀遺傳性狀被定義為“不改變DNA序列而由染色體改變引起的穩(wěn)定可遺傳表型”。表觀遺傳學(xué)的影響既有積極作用，也有消極作用。一方面，表觀遺傳調(diào)控因子可通過誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制的腫瘤相關(guān)抗原de novo表達(dá)、增加新抗原表達(dá)和主要組織相容性復(fù)合體(MHC)加工/呈遞、激活腫瘤免疫原性細(xì)胞死亡等機(jī)制協(xié)同促進(jìn)腫瘤免疫原性；另一方面，如果暴露于化學(xué)物質(zhì)、藥物、應(yīng)激或感染等環(huán)境因素，表觀遺傳學(xué)與免疫衰老導(dǎo)致的衰老細(xì)胞積累有關(guān)。
近年來，動(dòng)脈粥樣硬化除了是一種脂質(zhì)沉積性和慢性炎癥性疾病外，還被定義為一種表觀遺傳疾病。越來越多的證據(jù)表明，表觀遺傳修飾參與了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展�；谖㈥嚵械腄NA甲基化分析顯示，動(dòng)脈粥樣硬化患者的DNA甲基化水平高于健康對(duì)照。研究表明，表觀遺傳學(xué)不僅調(diào)控炎癥細(xì)胞因子表達(dá)，還通過互作機(jī)制調(diào)控表觀遺傳修飾。然而動(dòng)脈粥樣硬化的慢性進(jìn)展突出了動(dòng)脈粥樣硬化的異質(zhì)性，到目前為止，斑塊復(fù)雜環(huán)境中的特定細(xì)胞類型并不是動(dòng)脈粥樣硬化的唯一起始和驅(qū)動(dòng)因子。相反，細(xì)胞類型的普遍效應(yīng)受到表觀遺傳信號(hào)的嚴(yán)格調(diào)控和指導(dǎo)，而表觀遺傳信號(hào)又受到許多促動(dòng)脈粥樣硬化刺激的影響，包括LDL、促炎細(xì)胞因子和血液循環(huán)的物理力。此外，炎癥分子通路(如Toll樣受體(TLR)、NF-κB和JAK/STAT信號(hào)通路)與表觀遺傳修飾相關(guān)(圖1)。因此，更好地理解表觀遺傳在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制中的作用具有巨大的潛在轉(zhuǎn)化價(jià)值。
圖1：表觀遺傳修飾和TLR、NF-κB、JAK/STAT信號(hào)通路相關(guān)。TLRs由DNA甲基化、組蛋白修飾等調(diào)控，最終導(dǎo)致TLRs表達(dá)變化。TLR基因啟動(dòng)子區(qū)（如TLR1、2、3、4、5、6、8等）的DNA甲基化可降低膜上TLR表達(dá)。根據(jù)修飾類型不同，TLR基因啟動(dòng)子附近核小體（Nucleosomes）區(qū)（如TLR2、3、4和5）的組蛋白修飾可正調(diào)控或負(fù)調(diào)控膜上TLRs表達(dá)；HAT直接與NF-κB互作或誘導(dǎo)其乙酰化，并將NF-κB招募到IL-6、IL-8和環(huán)氧合酶-2 (COX-2)等促炎基因的啟動(dòng)子區(qū)，調(diào)控炎癥信號(hào)通路激活；JAK激酶應(yīng)激后被激活，引起Stat3活化，導(dǎo)致Stat3核轉(zhuǎn)移。Stat3也可由HDAC或DNMT激活，從而導(dǎo)致Stat3的DNA甲基化
本文就DNA甲基化和組蛋白翻譯后修飾在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生過程中的作用及其建立、維持和消除等方面的研究進(jìn)展作一綜述。還討論了動(dòng)脈粥樣硬化過程中DNA甲基化和組蛋白翻譯后修飾模式的新見解。
動(dòng)脈粥樣硬化中的DNA甲基化（DNA methylation in atherosclerosis）
DNA甲基化是最早發(fā)現(xiàn)的基因表觀遺傳修飾之一。與DNA甲基化相關(guān)的激活或抑制與甲基化環(huán)境和位點(diǎn)密切相關(guān)。DNA甲基化是一種動(dòng)態(tài)可逆的修飾過程，是指在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMTs)作用下，胞嘧啶鳥嘌呤(CG)中的胞嘧啶轉(zhuǎn)化為5-甲基胞嘧啶(5mC)的過程。在此過程中，S-腺苷甲硫氨酸提供一個(gè)甲基，而DNA去甲基化酶10 - 11易位蛋白(TET)將5mC轉(zhuǎn)化為5-羥甲基胞嘧啶(5-hmC)。DNA甲基化分為三個(gè)階段：建立(de novo DNA甲基化)、維持和去甲基化。在哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育的早期階段，DNA甲基化在DNMT3A/3B的作用下，主要發(fā)生在對(duì)稱的5' -Cphosphate-G-3' (CpG)位點(diǎn)。兩種主要的de novo DNA甲基化酶DNMT3A和DNMT3B在羧基末端包含一個(gè)高度保守的DNMT結(jié)構(gòu)域(MTase domain)和兩個(gè)染色質(zhì)read結(jié)構(gòu)域ATRX-DNMT3-DNMT3L (ADD)和PWWP。甲基化維持酶DNMT1與另一多結(jié)構(gòu)域蛋白E3泛素蛋白連接酶UHRF1協(xié)同作用，UHRF1通過其SET- and RING-associated (SRA)結(jié)構(gòu)域在復(fù)制叉頭盒子（forkhead box, FOX）特異性結(jié)合半甲基化CpG二核苷酸。此外，TET甲基胞嘧啶雙加氧酶(包括TET1、TET2和TET3)逐步氧化5mC為5-羥甲基胞嘧啶(5hmC)、5-甲酰胞嘧啶(5fC)和5-羧胞嘧啶(5caC)，導(dǎo)致激活DNA去甲基化。
健康個(gè)體基因啟動(dòng)子區(qū)的CpG島通常低甲基化，而非啟動(dòng)子區(qū)CpG島則高甲基化。全基因組DNA低甲基化發(fā)生在非啟動(dòng)子區(qū)域，可導(dǎo)致在非準(zhǔn)確區(qū)域轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)和通常沉默位點(diǎn)的高轉(zhuǎn)錄活性。另一方面，整體DNA高甲基化通常會(huì)抑制表達(dá)、基因突變和等位基因丟失。在正常生理?xiàng)l件下，DNMTs和TETs協(xié)同維持DNA甲基化和去甲基化的平衡。研究表明，異常DNA甲基化與多種疾病相關(guān)，并在動(dòng)脈粥樣硬化中發(fā)揮重要作用，其中包括異常高甲基化和低甲基化。Zaina等使用全基因組重亞硫酸鹽測(cè)序研究結(jié)果表明，與相應(yīng)的健康對(duì)照組相比，主動(dòng)脈粥樣硬化區(qū)域的多個(gè)基因組位點(diǎn)均發(fā)生高甲基化。然而在動(dòng)脈粥樣硬化中存在全基因組低甲基化。既往研究表明，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中以DNA低甲基化為主。在人類動(dòng)脈粥樣硬化晚期病變和ApoE敲除小鼠病變中，動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生基因組低甲基化。這些發(fā)現(xiàn)提示動(dòng)脈粥樣硬化中的DNA甲基化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，表現(xiàn)為早期升高，晚期降低。另一方面，DNA甲基化水平不僅與動(dòng)脈粥樣硬化的分期有關(guān)，而且與動(dòng)脈粥樣硬化的病變分級(jí)有關(guān)。通過全基因組DNA甲基化測(cè)序發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)脈粥樣硬化的人主動(dòng)脈中，DNA甲基化與動(dòng)脈粥樣硬化病變分級(jí)呈正相關(guān)。
DNA高甲基化和動(dòng)脈粥樣硬化（DNA hypermethylation and atherosclerosis）
越來越多的研究表明，DNA甲基化受炎癥信號(hào)通路調(diào)控。例如用促炎刺激(如氧化低密度脂蛋白(oxLDL))處理人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)已被證明上調(diào)DNMT1并導(dǎo)致Krupel樣因子2 (KLF2)基因啟動(dòng)子甲基化，從而導(dǎo)致KLF2受抑制和內(nèi)皮炎癥積聚。此外白細(xì)胞介素-6 (IL-6)可以鑒定DNMT1和DNMT3B蛋白穩(wěn)定性，從而誘導(dǎo)基因的整體和啟動(dòng)子特異性DNA甲基化變化。同時(shí)，炎癥信號(hào)通路受DNA甲基化調(diào)控，抑制DNMT3b可使轉(zhuǎn)錄因子叉頭盒子P3(FOXP3)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、白細(xì)胞介素-10表達(dá)水平升高，白細(xì)胞介素-1β、干擾素- γ表達(dá)水平降低。在調(diào)控炎癥因子過程中，DNA甲基化產(chǎn)生機(jī)制以及DNA甲基化在基因組三維結(jié)構(gòu)中相關(guān)基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制尚未闡明。最近一項(xiàng)對(duì)542個(gè)人類轉(zhuǎn)錄因子研究發(fā)現(xiàn)，與未甲基化的轉(zhuǎn)錄因子相比，117個(gè)(22%)轉(zhuǎn)錄因子在甲基化時(shí)與其motif結(jié)合減少。通過阻止這些轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，DNA甲基化可以阻止包含其序列識(shí)別motif的CpG島啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄激活。
除炎癥因子外，DNA甲基化還受其他刺激因素的影響。體外研究表明，暴露于紊流模式的內(nèi)皮細(xì)胞具有更高水平的DNMT1，導(dǎo)致其基因組DNA高甲基化。肥胖與嚴(yán)重心血管或內(nèi)分泌疾病(如動(dòng)脈粥樣硬化和卒中)的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。在肥胖小鼠腹股溝白色脂肪組織中，Scara3表達(dá)降低。在2型糖尿病和動(dòng)脈粥樣硬化患者中觀察到SCARA3高甲基化。此外，來自超重/肥胖的韓國受試者研究結(jié)果表明，TSPO相關(guān)蛋白1反義RNA 1 (TSPOAP1-AS1)啟動(dòng)子的DNA高甲基化與超重/肥胖相關(guān)，以及LDL膽固醇水平與TSPOAP1-AS1 DNA高甲基化水平顯著正相關(guān)。這些啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化是否可能是動(dòng)脈粥樣硬化的潛在預(yù)測(cè)因素尚不清楚；因此需要進(jìn)一步的研究。
動(dòng)脈粥樣硬化是一個(gè)涉及多種血管壁細(xì)胞和炎性細(xì)胞的復(fù)雜病理過程。內(nèi)皮功能障礙是動(dòng)脈粥樣硬化的病理基礎(chǔ)，并伴有血管壁通透性改變。導(dǎo)致脂質(zhì)沉積、炎性細(xì)胞浸潤以及平滑肌細(xì)胞遷移和增殖，進(jìn)而發(fā)展為動(dòng)脈粥樣硬化。DNA甲基化異常引起的基因表達(dá)改變可導(dǎo)致細(xì)胞表型和功能改變。在動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)鍵因子氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)處理的HUVECs中，DNMT3b介導(dǎo)的e1a刺激基因的細(xì)胞抑制因子(CREG)高甲基化，導(dǎo)致CREG表達(dá)抑制和內(nèi)皮功能障礙。同型半胱氨酸(Homocysteine, Hcy)是動(dòng)脈粥樣硬化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，可上調(diào)10號(hào)染色體上的磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homologue on chromosome 10, PTEN)甲基化水平，并促進(jìn)VSMC增殖，這是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展的主要病理事件。線粒體融合蛋白2（mitofusin-2，MFN2）是線粒體外膜上一種重要的跨膜GTPase，其高甲基化可進(jìn)一步促進(jìn)hcy誘導(dǎo)的VSMC增殖。c-Myc與DNMT1啟動(dòng)子的結(jié)合增加是導(dǎo)致MFN2高甲基化的一種新的相關(guān)分子機(jī)制。Hcy也參與了動(dòng)脈粥樣硬化的炎癥反應(yīng)和DNA甲基化動(dòng)態(tài)變化，通過促進(jìn)SMAD7啟動(dòng)子高甲基化激活NF-κ b介導(dǎo)的血管炎癥反應(yīng)，且呈劑量和時(shí)間依賴性。DNMT1是體內(nèi)外巨噬細(xì)胞炎癥的決定因子，DNMT1通過抑制Kruppel樣因子4 (KLF4)的表達(dá)促進(jìn)巨噬細(xì)胞M1活化，并且DNMT1敲除的ApoE- /-小鼠可改善動(dòng)脈粥樣硬化形成并抑制斑塊炎癥。在一項(xiàng)對(duì)從紊流區(qū)分離的豬主動(dòng)脈內(nèi)皮研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，血流變化通過DNMT3a富集增加了KLF4啟動(dòng)子內(nèi)CpG島的DNA甲基化，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化產(chǎn)生區(qū)域性影響。DNMT3b加速動(dòng)脈粥樣硬化，可能與人外周血調(diào)控性T細(xì)胞叉頭盒子P3(FOXP3)高甲基化狀態(tài)有關(guān)。在ApoE-/-小鼠中，Dnmt3b沉默通過減少病變大小和巨噬細(xì)胞含量，同時(shí)增加膠原和平滑肌細(xì)胞含量以減輕動(dòng)脈粥樣硬化。在人動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和動(dòng)脈粥樣硬化患者中，SMAD7啟動(dòng)子高甲基化，且與同型半胱氨酸水平和頸動(dòng)脈斑塊評(píng)分呈正相關(guān)。在非裔美國人樣本中，針對(duì)心血管疾病危險(xiǎn)因素進(jìn)行校正后，AHRR、GFI1和LRRC52的DNA甲基化與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明，甲基化的SMAD7、AHRR、GFI1和LRRC52可能是動(dòng)脈粥樣硬化的新型預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物。
DNA低甲基化和動(dòng)脈粥樣硬化（DNA hypomethylation and atherosclerosis）
在細(xì)胞模型、動(dòng)物和人類的許多研究中都揭示了DNA低甲基化的動(dòng)脈粥樣硬化。同型半胱氨酸的前體S-腺苷同型半胱氨酸(s-adenosylhomocysteine, SAH)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞低甲基化，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞遷移增強(qiáng)，水通道蛋白1水平降低，水通透性受損，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生。通過下調(diào)SAH水解酶水平還可通過降低DNMT1表達(dá)和p66Shc啟動(dòng)子甲基化激活調(diào)控氧化應(yīng)激的關(guān)鍵蛋白p66Shc表達(dá)。然后誘導(dǎo)氧化應(yīng)激損傷內(nèi)皮功能，促進(jìn)ApoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生，提示SAH相關(guān)的內(nèi)皮損傷可能促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生。抑制ApoE−/−小鼠SAH水解酶，通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞DNA甲基化，表觀遺傳上調(diào)Drp1表達(dá)，導(dǎo)致血管衰老和動(dòng)脈粥樣硬化。Dynamin相關(guān)蛋白1 (Dynamin-related protein 1, mdivi-1)作為一種Drp1特異性抑制劑，通過抑制線粒體mito-ROS/ NLRP3介導(dǎo)的M1極化來減緩ApoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化。核糖核酸酶6在動(dòng)脈粥樣硬化患者外周血和斑塊組織中表達(dá)上調(diào)。體內(nèi)外研究表明，核糖核酸酶6啟動(dòng)子低甲基化加重了小鼠動(dòng)脈粥樣硬化，促進(jìn)經(jīng)oxLDL處理的小鼠主動(dòng)脈VSMC增殖和遷移，并上調(diào)細(xì)胞中ROS含量和炎癥因子分泌水平。此外與對(duì)照組相比，冠心病患者的IL-6啟動(dòng)子區(qū)域存在低甲基化，且在動(dòng)脈粥樣硬化患者中，IL-6基因的DNA低甲基化與IL-6基因表達(dá)增加相關(guān)。在動(dòng)脈粥樣硬化患者中，信號(hào)淋巴細(xì)胞活化分子7 (SLAM7)在晚期斑塊中的表達(dá)顯著高于早期動(dòng)脈粥樣硬化組織，在不穩(wěn)定斑塊中的表達(dá)顯著高于穩(wěn)定斑塊。SLAM7高表達(dá)促進(jìn)促炎細(xì)胞因子分泌并抑制VSMC增殖，是動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)鍵調(diào)控因子，可能是其潛在的治療干預(yù)靶點(diǎn)。全基因組分析發(fā)現(xiàn)，與炎癥時(shí)表達(dá)增加的非易損性病變相比，脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2啟動(dòng)子區(qū)CpG位點(diǎn)(cg11874627)在動(dòng)脈粥樣硬化易損病變中的甲基化水平較低�？傊�，這些結(jié)果表明，異常的DNA去甲基化修飾(p66Shc、Drp1、核糖核酸酶6、IL-6、SLAM7和脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2)參與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展及其作為治療靶點(diǎn)在動(dòng)脈粥樣硬化中的潛在作用。
TET1s缺失會(huì)加重振蕩剪切流（oscillatory shear flow）誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化。DNA去甲基化酶TET2抑制促炎細(xì)胞因子、趨化因子的上調(diào)和炎癥小體的激活，從而預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化。造血或髓系細(xì)胞特異性TET2缺失也會(huì)加重心力衰竭時(shí)的心功能障礙，這與NLRP3 /IL-1β通路激活相關(guān)。最近研究表明TET2通過調(diào)控beclin1依賴的自噬過程來改善ApoE-/-小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展。
動(dòng)脈粥樣硬化中的組蛋白修飾（Histone modification in Atherosclerosis）
核小體（Nucleosomes）是染色質(zhì)的功能單位，由147個(gè)DNA堿基對(duì)和一個(gè)由四組核心組蛋白(H2A、H2B、H3和H4)組裝的八聚體組成。組蛋白N端延伸到核小體之外，可以通過乙�；⒓谆�、磷酸化、泛素化、糖基化和ADP-核糖基化修飾基因表達(dá)。這一過程被統(tǒng)稱為組蛋白翻譯后修飾。組蛋白修飾失衡可導(dǎo)致心血管疾病發(fā)生發(fā)展，而組蛋白H3、H4殘基甲基化和乙�；笔莿�(dòng)脈粥樣硬化的標(biāo)志。在這些修飾中，組蛋白乙酰化和組蛋白甲基化是在炎癥和心血管疾病中研究最多的修飾。
組蛋白甲基化（Histone methylation）
與組蛋白乙酰化相比，組蛋白甲基化在維持和形成異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因組印記、DNA修復(fù)、X染色質(zhì)失活以及轉(zhuǎn)錄調(diào)控等方面發(fā)揮著更穩(wěn)定的表觀遺傳標(biāo)記作用。組蛋白甲基化主要發(fā)生在組蛋白H3和H4的賴氨酸(k)或精氨酸(R)殘基上。根據(jù)不同位點(diǎn)的甲基化程度，可分為單甲基化(me)、二甲基化(me2)和三甲基化(me3)。組蛋白甲基化通常與轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)。
組蛋白甲基化過程主要由兩種組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(HMT)催化。其中，組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(HKMT)包含6中組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體(KMT1-6，表1)，組蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(protein arginine methyltransferase，PRMT)包含PRMT1、3、5、6和CARM1。組蛋白去甲基化酶大致分為兩個(gè)家族：LSD(賴氨酸特異性去甲基化酶，包含LSD1和LSD2)和JMJD (JmjC結(jié)構(gòu)域包含家族，包含KDM2, 3,4,5,6)。一般情況下，組蛋白H3和H4不同位點(diǎn)的甲基化以及甲基化程度對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控具有重要意義。其中，H3K9me3、H3K27me3和H4K20me2/3介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制，而H3K4me1/2/3、H3K9me1、H3K27me1、H3K36me1/2/3和H3k79me1/2/3介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活。
表1：組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基轉(zhuǎn)移酶
動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展與M1型促炎表型分泌的炎癥因子顯著相關(guān)。瞬時(shí)受體電位A1 (Transient receptor potential A1)作為一種鈣離子通透性非選擇性陽離子通道，在動(dòng)脈粥樣硬化中過表達(dá)。它可以改變巨噬細(xì)胞中H3K27三甲基化水平，調(diào)控巨噬細(xì)胞向炎癥表型方向發(fā)展。在單核細(xì)胞中，炎癥細(xì)胞表現(xiàn)出H3K9和H3K27甲基化降低。冠心病患者CD14單核細(xì)胞中單核細(xì)胞趨化蛋白1 (monocyte chemoattractant protein 1, MCP1)血漿濃度顯著上調(diào)，MCP1啟動(dòng)子的H3K9三甲基化降低。MCP1影響單核細(xì)胞趨化，是與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展密切相關(guān)的關(guān)鍵趨化因子。
在促炎M1中觀察到組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶SETDB2 (KMT1家族成員)上調(diào)，而在造血細(xì)胞中SETDB2缺失會(huì)促進(jìn)血管炎癥和加速動(dòng)脈粥樣硬化。組蛋白H3K27甲基轉(zhuǎn)移酶Ezh2通過抑制細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子Socs3，以增加巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)。髓系特異性Ezh2缺失可降低巨噬細(xì)胞泡沫細(xì)胞炎癥反應(yīng)，減少一氧化氮、IL-6和IL-12產(chǎn)生，從而減輕小鼠動(dòng)脈粥樣硬化。在VSMC特異性端粒沉默干擾因子1樣(Dot1l)條件敲除小鼠模型中，Dot1l及其特異性誘導(dǎo)的H3K79me2直接調(diào)控Nf-κB轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致CCL5和CXCL10表達(dá)增加。小鼠Dot1l缺失可降低動(dòng)脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性，并通過調(diào)控脂質(zhì)生物合成基因程序促進(jìn)炎性斑塊巨噬細(xì)胞活化。這些發(fā)現(xiàn)提示DOT1L是動(dòng)脈粥樣硬化的潛在治療靶點(diǎn)。
另一方面，賴氨酸去甲基化酶KDM4A/JMJD2A直接靶向oxldl誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞M1極化，而不依賴于NF-κB和HIF激活，這兩個(gè)信號(hào)對(duì)巨噬細(xì)胞的促炎激活至關(guān)重要。LPS處理可促進(jìn)HUVECs中JMJD3表達(dá)，并促進(jìn)JMJD3核聚積。JMJD3減少了靶基因啟動(dòng)子區(qū)的甲基化狀態(tài)，最終導(dǎo)致靶基因表達(dá)。
組蛋白乙�；腿ヒ阴；℉istone acetylation and deacetylation）
組蛋白乙�；兓莿�(dòng)脈粥樣硬化的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記。乙酰化通過賴氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(KAT)將乙�；鶑囊阴］o酶A轉(zhuǎn)移到賴氨酸的ε-氨基側(cè)鏈，這一過程可被KDAC逆轉(zhuǎn)。在組蛋白結(jié)構(gòu)中添加乙�；鶗�(huì)降低其正電荷和對(duì)負(fù)電荷DNA的親和力，從而增加染色質(zhì)的轉(zhuǎn)錄可及性。組蛋白乙�；茄芯孔顝V泛的組蛋白修飾形式。組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(Histone acetyltransferases, HAT)和組蛋白去乙�；�(Histone deacetylases, HDACs)在20世紀(jì)90年代中期至90年代末被發(fā)現(xiàn)。HATs和HDACs分別被重命名為KATs和賴氨酸去乙�；�(KDACs)，以區(qū)別于非組蛋白乙酰化。這兩種酶通過組蛋白的可逆修飾來調(diào)控組蛋白乙�；胶突蜣D(zhuǎn)錄。KATs分為3類：GCN5 (GCN5相關(guān)N -乙酰轉(zhuǎn)移酶家族；包含GCN5和PCAF)、MYST (MOZ, MORF, Ybf2/Sas3, Sas2和Tip60)和P300 (CBP和P300)。KDAC分為4類：第1類(組蛋白去乙酰化酶(HDAC) 1、2、3、8)，第2類(HDAC 4、5、6、7、9、10)，第3類(SIRT 1 - 7)和第4類(HDAC11)。1、2和4類KDAC是典型的鋅依賴性去乙�；福�4類KDAC是NAD依賴性sirtuin去乙�；浮Ｔ谌司奘杉�(xì)胞中，LPS誘導(dǎo)p300募集并增強(qiáng)NADPH氧化酶5基因近端啟動(dòng)子內(nèi)活性轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)的組蛋白乙�；�，這表明對(duì)調(diào)控NADPH氧化酶5表達(dá)的表觀遺傳學(xué)通路的藥理學(xué)靶向可能是動(dòng)脈粥樣硬化中一種值得關(guān)注的新治療策略。
Ⅰ類KDAC（Class I KDACs）
越來越多證據(jù)表明HDACs參與了VSMC增殖和遷移的表型轉(zhuǎn)換。最近的研究發(fā)現(xiàn)，HDAC1作為一種重要的調(diào)控因子，對(duì)主動(dòng)脈VSMC遷移和表型轉(zhuǎn)換至關(guān)重要。CD14 +單核細(xì)胞的調(diào)控因子X1缺失促進(jìn)了MCP1啟動(dòng)子區(qū)域的H3和H4乙�；虷3K9三甲基化，并通過減少HDAC1和雜化抑制因子3-9同源物1 (SUV39H1)的招募導(dǎo)致MCP1過表達(dá)。在內(nèi)皮細(xì)胞中，組蛋白去乙�；�2 (HDAC2)保護(hù)內(nèi)皮功能障礙和動(dòng)脈粥樣硬化。內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(Endothelial-mesenchymal transition，EndMT)是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定的重要因素。動(dòng)脈粥樣硬化中HDACs與血管內(nèi)皮穩(wěn)定性及EndMT密切相關(guān)。HDAC3作為一種必需的促生存分子，對(duì)內(nèi)皮祖細(xì)胞的分化至關(guān)重要。當(dāng)HDAC3被敲低時(shí)，ApoE-/-小鼠發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化，血管破裂。HDAC3也影響動(dòng)脈粥樣硬化中的EndMT，在ApoE−/−小鼠和HUVECs中，HDAC3抑制劑通過調(diào)控炎癥來抑制EndMT。在ox-LDL處理的HUVECs和ApoE−/−小鼠中，HDAC3通過microRNA-19b/PPARγ/NF-κB軸抑制炎癥來保護(hù)動(dòng)脈粥樣硬化。
Ⅱ類KDAC （Class II KDACs）
HDAC4是一種關(guān)鍵的調(diào)控因子，參與多種細(xì)胞的增殖和遷移。HDAC4可促進(jìn)VSMC增殖和遷移，干擾HDAC4可抑制VSMC增殖和遷移。此外，HDAC4還參與血管鈣化(vascular calcification, VC)。最近，Abend等發(fā)現(xiàn)HDAC4在VC早期表達(dá)上調(diào)，并參與VSMC血管鈣化和炎癥反應(yīng)。VC是一種發(fā)生于血管平滑肌細(xì)胞的活躍過程，以動(dòng)脈內(nèi)鈣沉積為特征。它也與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病率和死亡率相關(guān)。而HDAC5在VSMC中作為促炎分子，由Nox4依賴的ROS產(chǎn)生和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/AKT通路介導(dǎo)。另一方面，HDAC6在動(dòng)脈粥樣硬化刺激下通過翻譯后修飾上調(diào)，是CSEγ在血管內(nèi)皮中表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)控因子。在oxLDL處理的內(nèi)皮細(xì)胞中，CSEγ表達(dá)減少，H2S生成減少，導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙。胱硫醚γ-裂解酶通過抑制HDAC6活性保護(hù)血管內(nèi)皮。在動(dòng)脈粥樣硬化中，靶向HDAC6可通過NF-κB/NLRP3通路減輕尼古丁誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞焦亡。
有動(dòng)脈粥樣硬化傾向的小鼠中表現(xiàn)出EndMT減少，斑塊面積顯著減少，而內(nèi)皮特異性HDAC9基因敲除，而內(nèi)皮特異性HDAC9調(diào)控EndMT和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊表型。Malhotra等發(fā)現(xiàn)HDAC9與腹主動(dòng)脈鈣化相關(guān)，并影響VSMC表型。在人主動(dòng)脈VSMC中，HDAC9過表達(dá)促進(jìn)鈣化并降低收縮力，而HDAC9表達(dá)降低抑制鈣化和增強(qiáng)細(xì)胞收縮力。HDAC9促進(jìn)內(nèi)皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化和不利的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊表型。HDAC抑制劑可抑制vsmc鈣化，如apicidin、trichostatin、vorinostat和tubacin。
Ⅲ類KDAC （Class III KDACs）
SIRT6 (Sirtuin 6)是一種細(xì)胞核去乙�；�，在調(diào)控VSMC衰老和動(dòng)脈粥樣硬化中起關(guān)鍵作用。在人和小鼠斑塊VSMCs中，SIRT6蛋白表達(dá)降低并受CHIP調(diào)控。SIRT6通過調(diào)控端粒維持和VSMC壽命進(jìn)而抑制動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生，這一作用依賴于其去乙�；富钚�。內(nèi)源性SIRT6去乙�；甘荲SMC衰老和動(dòng)脈粥樣硬化的重要抑制劑。
靶向DNA甲基化和組蛋白修飾治療動(dòng)脈粥樣硬化
廣泛的表觀遺傳修飾參與了動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生和發(fā)展。臨床上，阿司匹林吸收會(huì)導(dǎo)致顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄患者ABCB1甲基化水平降低。葉酸(缺乏葉酸會(huì)增加同型半胱氨酸水平)是一種動(dòng)脈粥樣硬化藥物，在高脂飲食喂養(yǎng)的ApoE基因敲除小鼠中，葉酸可誘導(dǎo)內(nèi)皮功能障礙，加速動(dòng)脈粥樣硬化病理過程，并增加血管過氧化物酶1、MCP1和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的DNA甲基化。因此，包括DNA甲基化和組蛋白翻譯后修飾在內(nèi)的表觀遺傳修飾是治療包括動(dòng)脈粥樣硬化在內(nèi)等多種疾病的一種有效方法。
以DNA甲基化為靶點(diǎn)的治療策略
DNMT抑制劑是首批用于癌癥治療的表觀遺傳藥物之一。靶向DNMT的藥物包括胞嘧啶類似物、寡核苷酸類藥物、DNA結(jié)合劑和S-腺苷甲硫氨酸抗性藥物。胞嘧啶類似物可在DNA合成過程中不可逆地并入DNA中。當(dāng)DNMT試圖催化DNA甲基化時(shí)，這些胞嘧啶類似物DNMT可與DNMT共價(jià)結(jié)合，使DNMT不能與染色質(zhì)分離，從而抑制活性。目前，美國FDA批準(zhǔn)了兩種胞嘧啶類似物DNMT，即5-氮雜胞苷(5-Aza-C)和5-Aza-CdR(商品名：地西他濱)。5-Aza-C用于治療骨髓增生異常綜合征，其不僅干擾DNA甲基化，還干擾mRNA合成，具有較強(qiáng)的毒性。通過5-Aza-C藥理上調(diào)PTEN可減少斑塊面積并保持體內(nèi)SMC收縮蛋白表達(dá)。5-Aza-CdR適用于骨髓增生異常綜合征和急性髓系白血病，它僅干擾脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid）而不干擾核酸。5-氮雜-2'-脫氧胞苷抑制DNA甲基化可通過抑制巨噬細(xì)胞炎癥來改善動(dòng)脈粥樣硬化。越來越多研究發(fā)現(xiàn)，在幾種已建立的動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型中，5-Aza-CdR有效抑制了動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展，包括飲食誘導(dǎo)的ApoE−/−小鼠、LDLr−/−小鼠和接受頸動(dòng)脈部分結(jié)扎的ApoE−/−小鼠動(dòng)脈粥樣硬化。
然而，對(duì)整體DNA甲基化的藥理編輯缺乏特異性，可能導(dǎo)致不良反應(yīng)，如自身免疫性疾病。在人動(dòng)脈粥樣硬化中，DNMT3B與CREG表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，揭示了阻斷CREG甲基化可能是治療ox-LDL誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化的一種新方法。最近在RESCUE試驗(yàn)中，一種針對(duì)IL-6配體的全人源單克隆抗體Ziltivekimab被證明可以顯著降低與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)的炎癥和血栓形成的生物標(biāo)志物。此外，Ziltivekimab介導(dǎo)的IL-6配體抑制與較低的中性粒細(xì)胞-淋巴細(xì)胞比值相關(guān)，這一比值獨(dú)立預(yù)測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化事件，并且是殘余炎癥風(fēng)險(xiǎn)的潛在生物標(biāo)志物，提示它可能破壞多種致動(dòng)脈粥樣硬化的炎癥通路。另一方面，抑制Drp1降低了糖尿病ApoE-/-小鼠主動(dòng)脈根部的巨噬細(xì)胞負(fù)荷、氧化應(yīng)激和晚期鈣化動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，以及人巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥細(xì)胞因子。Mdivi-1作為一種Drp1特異性抑制劑，是一種新型小分子PCSK9（proprotein convertase subtilisin/kexin type 9）抑制劑，是心血管預(yù)防的基石。
MG98等寡核苷酸類藥物靶向DNMT的活性催化，阻止DNMT結(jié)合到特定基因的啟動(dòng)子以抑制其DNA甲基化。DNA結(jié)合劑(如SGI-1027)靶向DNMTs的輔因子結(jié)合位點(diǎn)。雖然尚未研究寡核苷酸藥物、DNA結(jié)合劑和疾病之間的關(guān)系，但它們可能成為一種替代方法，因?yàn)樗鼈儾槐患{入DNA，細(xì)胞毒性低。此外，一些中草藥對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的DNA甲基化具有潛在的調(diào)控作用。一些草藥和草藥化合物，如姜黃素、梔子苷和白藜蘆醇，也顯示出在調(diào)控血管細(xì)胞中的表觀遺傳酶和動(dòng)脈粥樣硬化方面的前景。盡管目前的文獻(xiàn)已經(jīng)證明，一些天然存在的非核苷類DNMTi能夠抑制小鼠動(dòng)脈粥樣硬化，但它們的具體作用機(jī)制和DNMTs的抑制作用在多大程度上參與動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)作用尚不清楚。目前僅少數(shù)用于治療神經(jīng)精神疾病的藥物對(duì)組蛋白修飾酶或DNMTs有直接作用。重要的是，靶向胞苷類似物和非插入型甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑的整體DNA甲基化已被FDA批準(zhǔn)用于某些癌癥的治療。DNA甲基化是動(dòng)態(tài)可逆的，具有個(gè)體差異和時(shí)空特異性。因此，針對(duì)特定個(gè)體和疾病特定階段的DNA甲基化標(biāo)志物設(shè)計(jì)特異性藥物成為未來藥物開發(fā)的挑戰(zhàn)。
因此，靶向DNA甲基化通路可能是治療動(dòng)脈粥樣硬化的有效方法，類似于目前DNA去甲基化藥物在白血病中的臨床應(yīng)用。然而，我們需要進(jìn)一步研究來破譯細(xì)胞和基因特異性DNA甲基化變化(尤其是在人類中)，并確定DNMT抑制劑治療是否在疾病的不同階段產(chǎn)生不同效果。
以組蛋白修飾為靶點(diǎn)的治療策略
組蛋白甲基化通常與轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)。與其他表觀遺傳抑制劑相比，組蛋白甲基化抑制劑(HTMi)尚未得到廣泛研究和開發(fā)。GSK126是一種有效的組蛋白甲基化抑制劑，對(duì)組蛋白N-甲基轉(zhuǎn)移酶EZH2具有高度選擇性。此外，它還能抑制H3K27me3，在mRNA和蛋白水平上顯著降低促炎基因表達(dá)。
關(guān)于組蛋白乙酰化的潛在調(diào)控劑，garcinol和anacardic acid是具有組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶抑制劑(HATi)活性的天然化合物。Garcinol是一種從藤黃果實(shí)提取的的聚異戊烯基二苯甲酮，用于研究組蛋白乙酰化在調(diào)控早期生長(zhǎng)反應(yīng)蛋白1 (early growth response protein 1, EGR1)基因中的作用。近年來，一種新的果酸類似物MG149被開發(fā)為有效的、選擇性的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(HATs) MYST家族(Tip60, KAT5和MOZ)抑制劑。MG149可抑制參與多種促炎細(xì)胞因子表達(dá)的NF-κB通路，在動(dòng)脈粥樣硬化等炎癥性疾病中起關(guān)鍵作用。
組蛋白乙�；c染色質(zhì)開放和基因轉(zhuǎn)錄相關(guān)，HDACs可通過抗HATs影響組蛋白乙�；�。目前，組蛋白乙�；臐撛谡{(diào)控因子HDAC抑制劑(HDACi)已被批準(zhǔn)用于治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤，但其在動(dòng)脈粥樣硬化中的應(yīng)用尚未在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行研究。HDACi的藥理作用是通過阻止靶基因啟動(dòng)子上的組蛋白去乙�；瘉砑せ畛聊�。HDACi主要分為四類，包括環(huán)肽、脂肪酸和苯甲酰胺。Vorinostat (HDAC抑制劑)又稱SAHA（suberoylanilide hydroxamic acid），是一種來源于異羥肟酸類的化合物。FDA已批準(zhǔn)其用于T細(xì)胞皮膚性淋巴瘤的治療，且作用于除Ⅲ類以外的所有HDACs。研究結(jié)果表明，SAHA以KLF2依賴性方式減少ApoE缺失小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化病變大小。在Ldlr-/-小鼠中，另一種特異性HDACi曲古抑菌素A (TSA)通過增加清除率受體CD36啟動(dòng)子區(qū)、腫瘤壞死因子(TNF)- α和血管細(xì)胞黏附分子-1 (VCAM-1)的乙酰化和降低IL-6和il -1 β的表達(dá)來促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化。TSA可靶向C/EBPα/PPARγ軸，誘導(dǎo)C/EBPα乙�；瑥亩徑鈩�(dòng)脈粥樣硬化。TSA在動(dòng)脈粥樣硬化中的不同作用可能是由于其非特異性，因?yàn)門SA對(duì)HDAC I, IIA和IIB具有抑制作用。這一現(xiàn)象提示在評(píng)估HDACi的藥理作用時(shí)，必須研究HDAC抑制依賴和非依賴的機(jī)制。HDACi是一類很有前景的抗炎藥物。近年來，丙戊酸(VPA)等I/IIa類選擇性HDACi的高效給藥系統(tǒng)被開發(fā)出來，以克服自由給藥的常見缺點(diǎn)，如半衰期短和副作用。此外，它在原代人巨噬細(xì)胞中表現(xiàn)出抗炎作用，并能夠減弱脂多糖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。TMP195是Ⅱa類HDAC的選擇性抑制劑，在晚期動(dòng)脈粥樣硬化中，TMP195減少了關(guān)鍵的炎癥通路，減輕動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生，從而為減少血管炎癥提供了一種新的治療策略。大多數(shù)現(xiàn)有或臨床可用的HDAC抑制劑是通用的，選擇性HDACi的開發(fā)可以減少其他靶點(diǎn)活性的副作用，如HDAC6的潛在通用毒性。羅米地辛(FK228)是一種針對(duì)HDAC1/2的選擇性抑制劑，具有抗炎特性，并通過調(diào)控多種轉(zhuǎn)錄因子(krüppel-like因子5、CREB結(jié)合蛋白)的去乙�；饔糜绊懫交〖�(xì)胞增殖。在ApoE−/−小鼠中，HDAC3特異性抑制劑RGFP966減輕了動(dòng)脈粥樣硬化病變，并抑制動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的EndMT。Bossche等使用特異性HDAC抑制劑研究結(jié)果表明，抑制HDAC3具有泛HDAC抑制劑的致動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)作用。由于部分減少了M1激活而沒有增加泡沫細(xì)胞，在巨噬細(xì)胞中抑制HDAC，特別是HDAC3，顯示出抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。在高脂飲食喂養(yǎng)的ApoE−/−小鼠中，Romidepsin通過增強(qiáng)STAT3乙酰化表觀遺傳調(diào)控VCAM-1表達(dá)，從而抑制動(dòng)脈粥樣硬化。由于DNA甲基化與組蛋白去乙�；瑫r(shí)發(fā)生，因此聯(lián)合應(yīng)用DNA甲基化抑制劑和組蛋白去乙酰化抑制劑治療炎癥性疾病已成為研究熱點(diǎn)�？紤]到調(diào)控表觀遺傳沉默的現(xiàn)有化療和正在開發(fā)中的其他藥物可能會(huì)增加心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)，因此靶向特定細(xì)胞的療法可能是動(dòng)脈粥樣硬化治療的替代方案。人類遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)EndMT的主要調(diào)控因子ZEB2是冠狀動(dòng)脈疾病相關(guān)基因，ZEB2通過表觀遺傳抑制動(dòng)脈粥樣硬化中TGFβ和NOTCH信號(hào)通路來調(diào)控SMC表型轉(zhuǎn)化。
用于動(dòng)脈粥樣硬化直接表觀遺傳治療的納米材料
以DNA甲基化或組蛋白修飾為靶點(diǎn)可能是動(dòng)脈粥樣硬化治療的一個(gè)有效方法。然而如文中所述，表觀遺傳藥物的許多靶點(diǎn)廣泛表達(dá)，且一些表觀遺傳藥物的生物利用度差、穩(wěn)定性低、半衰期短，因此表觀遺傳治療面臨的主要挑戰(zhàn)在于可能出現(xiàn)的副作用。納米材料包括有機(jī)納米顆粒(如聚合物納米顆粒、脂質(zhì)體、膠束和高密度脂蛋白納米顆粒)和無機(jī)納米顆粒(如金納米顆粒、Fe3O4、介孔二氧化硅納米顆粒和CuS)，已被證明對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的治療和診斷有效。近年來已經(jīng)開發(fā)出大量具有物理和化學(xué)特性的納米顆粒，它們能夠有效地將表觀遺傳藥物遞送到患病細(xì)胞并調(diào)控其釋放。例如由明膠酶、聚乙二醇(PEG)和聚-ε-己內(nèi)酯組成的納米顆粒特異性遞送DAC，在小鼠胃癌異種移植模型中顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)。用組蛋白去乙�；敢种苿�(iHDACs)功能化的聚合物納米顆粒在間皮瘤腫瘤中產(chǎn)生最佳iHDACs釋放，介導(dǎo)腫瘤重量顯著且無毒性。另一方面，脂質(zhì)體已被用作表觀遺傳藥物的納米載體：PEG功能化脂質(zhì)體更有效地轉(zhuǎn)運(yùn)和釋放一些抗腫瘤藥物，包括HDAC抑制劑SAHA、PXD101和TSA。
結(jié)論
利用人類動(dòng)脈粥樣硬化組織或動(dòng)物動(dòng)脈粥樣硬化模型來確定表觀遺傳學(xué)在血管發(fā)病機(jī)制中的作用，由于疾病的動(dòng)態(tài)性質(zhì)和組織異質(zhì)性而變得復(fù)雜。表觀遺傳改變對(duì)多種細(xì)胞類型的普遍影響限制了其在疾病特異性或治療中的臨床應(yīng)用。因此，系統(tǒng)地檢測(cè)不同時(shí)期的表觀遺傳變化，能夠制定全面的治療策略。另一個(gè)面臨的問題是，當(dāng)多個(gè)翻譯后修飾針對(duì)共有氨基酸殘基(如賴氨酸殘基)時(shí)，不同修飾之間可能存在競(jìng)爭(zhēng)性拮抗。動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)細(xì)胞如何求同存異需要進(jìn)一步的研究來適當(dāng)?shù)貙⒈碛^遺傳修飾因子加入動(dòng)脈粥樣硬化的治療算法中。
參考文獻(xiàn)：
Zhang L, Xia C, Yang Y, Sun F, Zhang Y, Wang H, Liu R, Yuan M. DNA methylation and histone post-translational modifications in atherosclerosis and a novel perspective for epigenetic therapy. Cell Commun Signal. 2023 Nov 29;21(1):344. pii: 10.1186/s12964-023-01298-8. doi: 10.1186/s12964-023-01298-8. PubMed PMID: 38031118.
背景（Background）
動(dòng)脈粥樣硬化是大多數(shù)心血管疾病的重要病因，包括卒中（中風(fēng)）和冠狀動(dòng)脈疾�。ü谛牟。�，是全球范圍內(nèi)死亡的主要原因。動(dòng)脈粥樣硬化由血管內(nèi)皮功能障礙、脂質(zhì)沉積、巨噬細(xì)胞吞噬、泡沫細(xì)胞形成、異常遷移以及血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)和基質(zhì)細(xì)胞在促炎因子作用下增殖引起。在病理刺激下，如低密度脂蛋白(LDL)和甘油三酯水平、吸煙和肥胖，血管內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)的血管最內(nèi)層被激活。單核細(xì)胞作為促炎細(xì)胞，可與活化的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的黏附分子結(jié)合，通過趨化因子招募到內(nèi)膜中。進(jìn)入內(nèi)膜后，單核細(xì)胞成熟為表達(dá)清道夫受體（scavenger receptor）的巨噬細(xì)胞，然后與脂蛋白結(jié)合并分化為泡沫細(xì)胞。在動(dòng)脈粥樣硬化病變過程中，血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)最初通過產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)蛋白(如膠原蛋白和蛋白多糖)來穩(wěn)定斑塊。幾十年來，泡沫細(xì)胞積聚加上死亡細(xì)胞和瀕死細(xì)胞碎片，導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊進(jìn)展。然而，在動(dòng)脈粥樣硬化晚期階段，活化的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase）家族的酶，導(dǎo)致斑塊破裂，從而引起心肌和腦梗死，這顯著增加了動(dòng)脈粥樣硬化疾病的發(fā)病率和死亡率。最近的證據(jù)表明，VSMC也可以分化為巨噬細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞樣細(xì)胞，促進(jìn)病變擴(kuò)大和不穩(wěn)定。
表觀遺傳學(xué)由Conrad Waddington于1942年提出，是一種涉及遺傳的表型，通過有絲分裂或減數(shù)分裂傳遞。從那時(shí)起，表觀遺傳學(xué)被多次重新定義。最近表觀遺傳性狀被定義為“不改變DNA序列而由染色體改變引起的穩(wěn)定可遺傳表型”。表觀遺傳學(xué)的影響既有積極作用，也有消極作用。一方面，表觀遺傳調(diào)控因子可通過誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制的腫瘤相關(guān)抗原de novo表達(dá)、增加新抗原表達(dá)和主要組織相容性復(fù)合體(MHC)加工/呈遞、激活腫瘤免疫原性細(xì)胞死亡等機(jī)制協(xié)同促進(jìn)腫瘤免疫原性；另一方面，如果暴露于化學(xué)物質(zhì)、藥物、應(yīng)激或感染等環(huán)境因素，表觀遺傳學(xué)與免疫衰老導(dǎo)致的衰老細(xì)胞積累有關(guān)。
近年來，動(dòng)脈粥樣硬化除了是一種脂質(zhì)沉積性和慢性炎癥性疾病外，還被定義為一種表觀遺傳疾病。越來越多的證據(jù)表明，表觀遺傳修飾參與了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展�；谖㈥嚵械腄NA甲基化分析顯示，動(dòng)脈粥樣硬化患者的DNA甲基化水平高于健康對(duì)照。研究表明，表觀遺傳學(xué)不僅調(diào)控炎癥細(xì)胞因子表達(dá)，還通過互作機(jī)制調(diào)控表觀遺傳修飾。然而動(dòng)脈粥樣硬化的慢性進(jìn)展突出了動(dòng)脈粥樣硬化的異質(zhì)性，到目前為止，斑塊復(fù)雜環(huán)境中的特定細(xì)胞類型并不是動(dòng)脈粥樣硬化的唯一起始和驅(qū)動(dòng)因子。相反，細(xì)胞類型的普遍效應(yīng)受到表觀遺傳信號(hào)的嚴(yán)格調(diào)控和指導(dǎo)，而表觀遺傳信號(hào)又受到許多促動(dòng)脈粥樣硬化刺激的影響，包括LDL、促炎細(xì)胞因子和血液循環(huán)的物理力。此外，炎癥分子通路(如Toll樣受體(TLR)、NF-κB和JAK/STAT信號(hào)通路)與表觀遺傳修飾相關(guān)(圖1)。因此，更好地理解表觀遺傳在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制中的作用具有巨大的潛在轉(zhuǎn)化價(jià)值。
圖1：表觀遺傳修飾和TLR、NF-κB、JAK/STAT信號(hào)通路相關(guān)。TLRs由DNA甲基化、組蛋白修飾等調(diào)控，最終導(dǎo)致TLRs表達(dá)變化。TLR基因啟動(dòng)子區(qū)（如TLR1、2、3、4、5、6、8等）的DNA甲基化可降低膜上TLR表達(dá)。根據(jù)修飾類型不同，TLR基因啟動(dòng)子附近核小體（Nucleosomes）區(qū)（如TLR2、3、4和5）的組蛋白修飾可正調(diào)控或負(fù)調(diào)控膜上TLRs表達(dá)；HAT直接與NF-κB互作或誘導(dǎo)其乙酰化，并將NF-κB招募到IL-6、IL-8和環(huán)氧合酶-2 (COX-2)等促炎基因的啟動(dòng)子區(qū)，調(diào)控炎癥信號(hào)通路激活；JAK激酶應(yīng)激后被激活，引起Stat3活化，導(dǎo)致Stat3核轉(zhuǎn)移。Stat3也可由HDAC或DNMT激活，從而導(dǎo)致Stat3的DNA甲基化
本文就DNA甲基化和組蛋白翻譯后修飾在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生過程中的作用及其建立、維持和消除等方面的研究進(jìn)展作一綜述。還討論了動(dòng)脈粥樣硬化過程中DNA甲基化和組蛋白翻譯后修飾模式的新見解。
動(dòng)脈粥樣硬化中的DNA甲基化（DNA methylation in atherosclerosis）
DNA甲基化是最早發(fā)現(xiàn)的基因表觀遺傳修飾之一。與DNA甲基化相關(guān)的激活或抑制與甲基化環(huán)境和位點(diǎn)密切相關(guān)。DNA甲基化是一種動(dòng)態(tài)可逆的修飾過程，是指在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMTs)作用下，胞嘧啶鳥嘌呤(CG)中的胞嘧啶轉(zhuǎn)化為5-甲基胞嘧啶(5mC)的過程。在此過程中，S-腺苷甲硫氨酸提供一個(gè)甲基，而DNA去甲基化酶10 - 11易位蛋白(TET)將5mC轉(zhuǎn)化為5-羥甲基胞嘧啶(5-hmC)。DNA甲基化分為三個(gè)階段：建立(de novo DNA甲基化)、維持和去甲基化。在哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育的早期階段，DNA甲基化在DNMT3A/3B的作用下，主要發(fā)生在對(duì)稱的5' -Cphosphate-G-3' (CpG)位點(diǎn)。兩種主要的de novo DNA甲基化酶DNMT3A和DNMT3B在羧基末端包含一個(gè)高度保守的DNMT結(jié)構(gòu)域(MTase domain)和兩個(gè)染色質(zhì)read結(jié)構(gòu)域ATRX-DNMT3-DNMT3L (ADD)和PWWP。甲基化維持酶DNMT1與另一多結(jié)構(gòu)域蛋白E3泛素蛋白連接酶UHRF1協(xié)同作用，UHRF1通過其SET- and RING-associated (SRA)結(jié)構(gòu)域在復(fù)制叉頭盒子（forkhead box, FOX）特異性結(jié)合半甲基化CpG二核苷酸。此外，TET甲基胞嘧啶雙加氧酶(包括TET1、TET2和TET3)逐步氧化5mC為5-羥甲基胞嘧啶(5hmC)、5-甲酰胞嘧啶(5fC)和5-羧胞嘧啶(5caC)，導(dǎo)致激活DNA去甲基化。
健康個(gè)體基因啟動(dòng)子區(qū)的CpG島通常低甲基化，而非啟動(dòng)子區(qū)CpG島則高甲基化。全基因組DNA低甲基化發(fā)生在非啟動(dòng)子區(qū)域，可導(dǎo)致在非準(zhǔn)確區(qū)域轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)和通常沉默位點(diǎn)的高轉(zhuǎn)錄活性。另一方面，整體DNA高甲基化通常會(huì)抑制表達(dá)、基因突變和等位基因丟失。在正常生理?xiàng)l件下，DNMTs和TETs協(xié)同維持DNA甲基化和去甲基化的平衡。研究表明，異常DNA甲基化與多種疾病相關(guān)，并在動(dòng)脈粥樣硬化中發(fā)揮重要作用，其中包括異常高甲基化和低甲基化。Zaina等使用全基因組重亞硫酸鹽測(cè)序研究結(jié)果表明，與相應(yīng)的健康對(duì)照組相比，主動(dòng)脈粥樣硬化區(qū)域的多個(gè)基因組位點(diǎn)均發(fā)生高甲基化。然而在動(dòng)脈粥樣硬化中存在全基因組低甲基化。既往研究表明，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中以DNA低甲基化為主。在人類動(dòng)脈粥樣硬化晚期病變和ApoE敲除小鼠病變中，動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生基因組低甲基化。這些發(fā)現(xiàn)提示動(dòng)脈粥樣硬化中的DNA甲基化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，表現(xiàn)為早期升高，晚期降低。另一方面，DNA甲基化水平不僅與動(dòng)脈粥樣硬化的分期有關(guān)，而且與動(dòng)脈粥樣硬化的病變分級(jí)有關(guān)。通過全基因組DNA甲基化測(cè)序發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)脈粥樣硬化的人主動(dòng)脈中，DNA甲基化與動(dòng)脈粥樣硬化病變分級(jí)呈正相關(guān)。
DNA高甲基化和動(dòng)脈粥樣硬化（DNA hypermethylation and atherosclerosis）
越來越多的研究表明，DNA甲基化受炎癥信號(hào)通路調(diào)控。例如用促炎刺激(如氧化低密度脂蛋白(oxLDL))處理人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)已被證明上調(diào)DNMT1并導(dǎo)致Krupel樣因子2 (KLF2)基因啟動(dòng)子甲基化，從而導(dǎo)致KLF2受抑制和內(nèi)皮炎癥積聚。此外白細(xì)胞介素-6 (IL-6)可以鑒定DNMT1和DNMT3B蛋白穩(wěn)定性，從而誘導(dǎo)基因的整體和啟動(dòng)子特異性DNA甲基化變化。同時(shí)，炎癥信號(hào)通路受DNA甲基化調(diào)控，抑制DNMT3b可使轉(zhuǎn)錄因子叉頭盒子P3(FOXP3)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、白細(xì)胞介素-10表達(dá)水平升高，白細(xì)胞介素-1β、干擾素- γ表達(dá)水平降低。在調(diào)控炎癥因子過程中，DNA甲基化產(chǎn)生機(jī)制以及DNA甲基化在基因組三維結(jié)構(gòu)中相關(guān)基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制尚未闡明。最近一項(xiàng)對(duì)542個(gè)人類轉(zhuǎn)錄因子研究發(fā)現(xiàn)，與未甲基化的轉(zhuǎn)錄因子相比，117個(gè)(22%)轉(zhuǎn)錄因子在甲基化時(shí)與其motif結(jié)合減少。通過阻止這些轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，DNA甲基化可以阻止包含其序列識(shí)別motif的CpG島啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄激活。
除炎癥因子外，DNA甲基化還受其他刺激因素的影響。體外研究表明，暴露于紊流模式的內(nèi)皮細(xì)胞具有更高水平的DNMT1，導(dǎo)致其基因組DNA高甲基化。肥胖與嚴(yán)重心血管或內(nèi)分泌疾病(如動(dòng)脈粥樣硬化和卒中)的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。在肥胖小鼠腹股溝白色脂肪組織中，Scara3表達(dá)降低。在2型糖尿病和動(dòng)脈粥樣硬化患者中觀察到SCARA3高甲基化。此外，來自超重/肥胖的韓國受試者研究結(jié)果表明，TSPO相關(guān)蛋白1反義RNA 1 (TSPOAP1-AS1)啟動(dòng)子的DNA高甲基化與超重/肥胖相關(guān)，以及LDL膽固醇水平與TSPOAP1-AS1 DNA高甲基化水平顯著正相關(guān)。這些啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化是否可能是動(dòng)脈粥樣硬化的潛在預(yù)測(cè)因素尚不清楚；因此需要進(jìn)一步的研究。
動(dòng)脈粥樣硬化是一個(gè)涉及多種血管壁細(xì)胞和炎性細(xì)胞的復(fù)雜病理過程。內(nèi)皮功能障礙是動(dòng)脈粥樣硬化的病理基礎(chǔ)，并伴有血管壁通透性改變。導(dǎo)致脂質(zhì)沉積、炎性細(xì)胞浸潤以及平滑肌細(xì)胞遷移和增殖，進(jìn)而發(fā)展為動(dòng)脈粥樣硬化。DNA甲基化異常引起的基因表達(dá)改變可導(dǎo)致細(xì)胞表型和功能改變。在動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)鍵因子氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)處理的HUVECs中，DNMT3b介導(dǎo)的e1a刺激基因的細(xì)胞抑制因子(CREG)高甲基化，導(dǎo)致CREG表達(dá)抑制和內(nèi)皮功能障礙。同型半胱氨酸(Homocysteine, Hcy)是動(dòng)脈粥樣硬化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，可上調(diào)10號(hào)染色體上的磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homologue on chromosome 10, PTEN)甲基化水平，并促進(jìn)VSMC增殖，這是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展的主要病理事件。線粒體融合蛋白2（mitofusin-2，MFN2）是線粒體外膜上一種重要的跨膜GTPase，其高甲基化可進(jìn)一步促進(jìn)hcy誘導(dǎo)的VSMC增殖。c-Myc與DNMT1啟動(dòng)子的結(jié)合增加是導(dǎo)致MFN2高甲基化的一種新的相關(guān)分子機(jī)制。Hcy也參與了動(dòng)脈粥樣硬化的炎癥反應(yīng)和DNA甲基化動(dòng)態(tài)變化，通過促進(jìn)SMAD7啟動(dòng)子高甲基化激活NF-κ b介導(dǎo)的血管炎癥反應(yīng)，且呈劑量和時(shí)間依賴性。DNMT1是體內(nèi)外巨噬細(xì)胞炎癥的決定因子，DNMT1通過抑制Kruppel樣因子4 (KLF4)的表達(dá)促進(jìn)巨噬細(xì)胞M1活化，并且DNMT1敲除的ApoE- /-小鼠可改善動(dòng)脈粥樣硬化形成并抑制斑塊炎癥。在一項(xiàng)對(duì)從紊流區(qū)分離的豬主動(dòng)脈內(nèi)皮研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，血流變化通過DNMT3a富集增加了KLF4啟動(dòng)子內(nèi)CpG島的DNA甲基化，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化產(chǎn)生區(qū)域性影響。DNMT3b加速動(dòng)脈粥樣硬化，可能與人外周血調(diào)控性T細(xì)胞叉頭盒子P3(FOXP3)高甲基化狀態(tài)有關(guān)。在ApoE-/-小鼠中，Dnmt3b沉默通過減少病變大小和巨噬細(xì)胞含量，同時(shí)增加膠原和平滑肌細(xì)胞含量以減輕動(dòng)脈粥樣硬化。在人動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和動(dòng)脈粥樣硬化患者中，SMAD7啟動(dòng)子高甲基化，且與同型半胱氨酸水平和頸動(dòng)脈斑塊評(píng)分呈正相關(guān)。在非裔美國人樣本中，針對(duì)心血管疾病危險(xiǎn)因素進(jìn)行校正后，AHRR、GFI1和LRRC52的DNA甲基化與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明，甲基化的SMAD7、AHRR、GFI1和LRRC52可能是動(dòng)脈粥樣硬化的新型預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物。
DNA低甲基化和動(dòng)脈粥樣硬化（DNA hypomethylation and atherosclerosis）
在細(xì)胞模型、動(dòng)物和人類的許多研究中都揭示了DNA低甲基化的動(dòng)脈粥樣硬化。同型半胱氨酸的前體S-腺苷同型半胱氨酸(s-adenosylhomocysteine, SAH)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞低甲基化，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞遷移增強(qiáng)，水通道蛋白1水平降低，水通透性受損，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生。通過下調(diào)SAH水解酶水平還可通過降低DNMT1表達(dá)和p66Shc啟動(dòng)子甲基化激活調(diào)控氧化應(yīng)激的關(guān)鍵蛋白p66Shc表達(dá)。然后誘導(dǎo)氧化應(yīng)激損傷內(nèi)皮功能，促進(jìn)ApoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生，提示SAH相關(guān)的內(nèi)皮損傷可能促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生。抑制ApoE−/−小鼠SAH水解酶，通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞DNA甲基化，表觀遺傳上調(diào)Drp1表達(dá)，導(dǎo)致血管衰老和動(dòng)脈粥樣硬化。Dynamin相關(guān)蛋白1 (Dynamin-related protein 1, mdivi-1)作為一種Drp1特異性抑制劑，通過抑制線粒體mito-ROS/ NLRP3介導(dǎo)的M1極化來減緩ApoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化。核糖核酸酶6在動(dòng)脈粥樣硬化患者外周血和斑塊組織中表達(dá)上調(diào)。體內(nèi)外研究表明，核糖核酸酶6啟動(dòng)子低甲基化加重了小鼠動(dòng)脈粥樣硬化，促進(jìn)經(jīng)oxLDL處理的小鼠主動(dòng)脈VSMC增殖和遷移，并上調(diào)細(xì)胞中ROS含量和炎癥因子分泌水平。此外與對(duì)照組相比，冠心病患者的IL-6啟動(dòng)子區(qū)域存在低甲基化，且在動(dòng)脈粥樣硬化患者中，IL-6基因的DNA低甲基化與IL-6基因表達(dá)增加相關(guān)。在動(dòng)脈粥樣硬化患者中，信號(hào)淋巴細(xì)胞活化分子7 (SLAM7)在晚期斑塊中的表達(dá)顯著高于早期動(dòng)脈粥樣硬化組織，在不穩(wěn)定斑塊中的表達(dá)顯著高于穩(wěn)定斑塊。SLAM7高表達(dá)促進(jìn)促炎細(xì)胞因子分泌并抑制VSMC增殖，是動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)鍵調(diào)控因子，可能是其潛在的治療干預(yù)靶點(diǎn)。全基因組分析發(fā)現(xiàn)，與炎癥時(shí)表達(dá)增加的非易損性病變相比，脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2啟動(dòng)子區(qū)CpG位點(diǎn)(cg11874627)在動(dòng)脈粥樣硬化易損病變中的甲基化水平較低�？傊�，這些結(jié)果表明，異常的DNA去甲基化修飾(p66Shc、Drp1、核糖核酸酶6、IL-6、SLAM7和脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2)參與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展及其作為治療靶點(diǎn)在動(dòng)脈粥樣硬化中的潛在作用。
TET1s缺失會(huì)加重振蕩剪切流（oscillatory shear flow）誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化。DNA去甲基化酶TET2抑制促炎細(xì)胞因子、趨化因子的上調(diào)和炎癥小體的激活，從而預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化。造血或髓系細(xì)胞特異性TET2缺失也會(huì)加重心力衰竭時(shí)的心功能障礙，這與NLRP3 /IL-1β通路激活相關(guān)。最近研究表明TET2通過調(diào)控beclin1依賴的自噬過程來改善ApoE-/-小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展。
動(dòng)脈粥樣硬化中的組蛋白修飾（Histone modification in Atherosclerosis）
核小體（Nucleosomes）是染色質(zhì)的功能單位，由147個(gè)DNA堿基對(duì)和一個(gè)由四組核心組蛋白(H2A、H2B、H3和H4)組裝的八聚體組成。組蛋白N端延伸到核小體之外，可以通過乙�；⒓谆�、磷酸化、泛素化、糖基化和ADP-核糖基化修飾基因表達(dá)。這一過程被統(tǒng)稱為組蛋白翻譯后修飾。組蛋白修飾失衡可導(dǎo)致心血管疾病發(fā)生發(fā)展，而組蛋白H3、H4殘基甲基化和乙�；笔莿�(dòng)脈粥樣硬化的標(biāo)志。在這些修飾中，組蛋白乙酰化和組蛋白甲基化是在炎癥和心血管疾病中研究最多的修飾。
組蛋白甲基化（Histone methylation）
與組蛋白乙酰化相比，組蛋白甲基化在維持和形成異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因組印記、DNA修復(fù)、X染色質(zhì)失活以及轉(zhuǎn)錄調(diào)控等方面發(fā)揮著更穩(wěn)定的表觀遺傳標(biāo)記作用。組蛋白甲基化主要發(fā)生在組蛋白H3和H4的賴氨酸(k)或精氨酸(R)殘基上。根據(jù)不同位點(diǎn)的甲基化程度，可分為單甲基化(me)、二甲基化(me2)和三甲基化(me3)。組蛋白甲基化通常與轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)。
組蛋白甲基化過程主要由兩種組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(HMT)催化。其中，組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(HKMT)包含6中組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體(KMT1-6，表1)，組蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(protein arginine methyltransferase，PRMT)包含PRMT1、3、5、6和CARM1。組蛋白去甲基化酶大致分為兩個(gè)家族：LSD(賴氨酸特異性去甲基化酶，包含LSD1和LSD2)和JMJD (JmjC結(jié)構(gòu)域包含家族，包含KDM2, 3,4,5,6)。一般情況下，組蛋白H3和H4不同位點(diǎn)的甲基化以及甲基化程度對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控具有重要意義。其中，H3K9me3、H3K27me3和H4K20me2/3介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制，而H3K4me1/2/3、H3K9me1、H3K27me1、H3K36me1/2/3和H3k79me1/2/3介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活。
表1：組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基轉(zhuǎn)移酶
動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展與M1型促炎表型分泌的炎癥因子顯著相關(guān)。瞬時(shí)受體電位A1 (Transient receptor potential A1)作為一種鈣離子通透性非選擇性陽離子通道，在動(dòng)脈粥樣硬化中過表達(dá)。它可以改變巨噬細(xì)胞中H3K27三甲基化水平，調(diào)控巨噬細(xì)胞向炎癥表型方向發(fā)展。在單核細(xì)胞中，炎癥細(xì)胞表現(xiàn)出H3K9和H3K27甲基化降低。冠心病患者CD14單核細(xì)胞中單核細(xì)胞趨化蛋白1 (monocyte chemoattractant protein 1, MCP1)血漿濃度顯著上調(diào)，MCP1啟動(dòng)子的H3K9三甲基化降低。MCP1影響單核細(xì)胞趨化，是與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展密切相關(guān)的關(guān)鍵趨化因子。
在促炎M1中觀察到組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶SETDB2 (KMT1家族成員)上調(diào)，而在造血細(xì)胞中SETDB2缺失會(huì)促進(jìn)血管炎癥和加速動(dòng)脈粥樣硬化。組蛋白H3K27甲基轉(zhuǎn)移酶Ezh2通過抑制細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子Socs3，以增加巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)。髓系特異性Ezh2缺失可降低巨噬細(xì)胞泡沫細(xì)胞炎癥反應(yīng)，減少一氧化氮、IL-6和IL-12產(chǎn)生，從而減輕小鼠動(dòng)脈粥樣硬化。在VSMC特異性端粒沉默干擾因子1樣(Dot1l)條件敲除小鼠模型中，Dot1l及其特異性誘導(dǎo)的H3K79me2直接調(diào)控Nf-κB轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致CCL5和CXCL10表達(dá)增加。小鼠Dot1l缺失可降低動(dòng)脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性，并通過調(diào)控脂質(zhì)生物合成基因程序促進(jìn)炎性斑塊巨噬細(xì)胞活化。這些發(fā)現(xiàn)提示DOT1L是動(dòng)脈粥樣硬化的潛在治療靶點(diǎn)。
另一方面，賴氨酸去甲基化酶KDM4A/JMJD2A直接靶向oxldl誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞M1極化，而不依賴于NF-κB和HIF激活，這兩個(gè)信號(hào)對(duì)巨噬細(xì)胞的促炎激活至關(guān)重要。LPS處理可促進(jìn)HUVECs中JMJD3表達(dá)，并促進(jìn)JMJD3核聚積。JMJD3減少了靶基因啟動(dòng)子區(qū)的甲基化狀態(tài)，最終導(dǎo)致靶基因表達(dá)。
組蛋白乙�；腿ヒ阴；℉istone acetylation and deacetylation）
組蛋白乙�；兓莿�(dòng)脈粥樣硬化的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記。乙酰化通過賴氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(KAT)將乙�；鶑囊阴］o酶A轉(zhuǎn)移到賴氨酸的ε-氨基側(cè)鏈，這一過程可被KDAC逆轉(zhuǎn)。在組蛋白結(jié)構(gòu)中添加乙�；鶗�(huì)降低其正電荷和對(duì)負(fù)電荷DNA的親和力，從而增加染色質(zhì)的轉(zhuǎn)錄可及性。組蛋白乙�；茄芯孔顝V泛的組蛋白修飾形式。組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(Histone acetyltransferases, HAT)和組蛋白去乙�；�(Histone deacetylases, HDACs)在20世紀(jì)90年代中期至90年代末被發(fā)現(xiàn)。HATs和HDACs分別被重命名為KATs和賴氨酸去乙�；�(KDACs)，以區(qū)別于非組蛋白乙酰化。這兩種酶通過組蛋白的可逆修飾來調(diào)控組蛋白乙�；胶突蜣D(zhuǎn)錄。KATs分為3類：GCN5 (GCN5相關(guān)N -乙酰轉(zhuǎn)移酶家族；包含GCN5和PCAF)、MYST (MOZ, MORF, Ybf2/Sas3, Sas2和Tip60)和P300 (CBP和P300)。KDAC分為4類：第1類(組蛋白去乙酰化酶(HDAC) 1、2、3、8)，第2類(HDAC 4、5、6、7、9、10)，第3類(SIRT 1 - 7)和第4類(HDAC11)。1、2和4類KDAC是典型的鋅依賴性去乙�；福�4類KDAC是NAD依賴性sirtuin去乙�；浮Ｔ谌司奘杉�(xì)胞中，LPS誘導(dǎo)p300募集并增強(qiáng)NADPH氧化酶5基因近端啟動(dòng)子內(nèi)活性轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)的組蛋白乙�；�，這表明對(duì)調(diào)控NADPH氧化酶5表達(dá)的表觀遺傳學(xué)通路的藥理學(xué)靶向可能是動(dòng)脈粥樣硬化中一種值得關(guān)注的新治療策略。
Ⅰ類KDAC（Class I KDACs）
越來越多證據(jù)表明HDACs參與了VSMC增殖和遷移的表型轉(zhuǎn)換。最近的研究發(fā)現(xiàn)，HDAC1作為一種重要的調(diào)控因子，對(duì)主動(dòng)脈VSMC遷移和表型轉(zhuǎn)換至關(guān)重要。CD14 +單核細(xì)胞的調(diào)控因子X1缺失促進(jìn)了MCP1啟動(dòng)子區(qū)域的H3和H4乙�；虷3K9三甲基化，并通過減少HDAC1和雜化抑制因子3-9同源物1 (SUV39H1)的招募導(dǎo)致MCP1過表達(dá)。在內(nèi)皮細(xì)胞中，組蛋白去乙�；�2 (HDAC2)保護(hù)內(nèi)皮功能障礙和動(dòng)脈粥樣硬化。內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(Endothelial-mesenchymal transition，EndMT)是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定的重要因素。動(dòng)脈粥樣硬化中HDACs與血管內(nèi)皮穩(wěn)定性及EndMT密切相關(guān)。HDAC3作為一種必需的促生存分子，對(duì)內(nèi)皮祖細(xì)胞的分化至關(guān)重要。當(dāng)HDAC3被敲低時(shí)，ApoE-/-小鼠發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化，血管破裂。HDAC3也影響動(dòng)脈粥樣硬化中的EndMT，在ApoE−/−小鼠和HUVECs中，HDAC3抑制劑通過調(diào)控炎癥來抑制EndMT。在ox-LDL處理的HUVECs和ApoE−/−小鼠中，HDAC3通過microRNA-19b/PPARγ/NF-κB軸抑制炎癥來保護(hù)動(dòng)脈粥樣硬化。
Ⅱ類KDAC （Class II KDACs）
HDAC4是一種關(guān)鍵的調(diào)控因子，參與多種細(xì)胞的增殖和遷移。HDAC4可促進(jìn)VSMC增殖和遷移，干擾HDAC4可抑制VSMC增殖和遷移。此外，HDAC4還參與血管鈣化(vascular calcification, VC)。最近，Abend等發(fā)現(xiàn)HDAC4在VC早期表達(dá)上調(diào)，并參與VSMC血管鈣化和炎癥反應(yīng)。VC是一種發(fā)生于血管平滑肌細(xì)胞的活躍過程，以動(dòng)脈內(nèi)鈣沉積為特征。它也與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病率和死亡率相關(guān)。而HDAC5在VSMC中作為促炎分子，由Nox4依賴的ROS產(chǎn)生和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/AKT通路介導(dǎo)。另一方面，HDAC6在動(dòng)脈粥樣硬化刺激下通過翻譯后修飾上調(diào)，是CSEγ在血管內(nèi)皮中表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)控因子。在oxLDL處理的內(nèi)皮細(xì)胞中，CSEγ表達(dá)減少，H2S生成減少，導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙。胱硫醚γ-裂解酶通過抑制HDAC6活性保護(hù)血管內(nèi)皮。在動(dòng)脈粥樣硬化中，靶向HDAC6可通過NF-κB/NLRP3通路減輕尼古丁誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞焦亡。
有動(dòng)脈粥樣硬化傾向的小鼠中表現(xiàn)出EndMT減少，斑塊面積顯著減少，而內(nèi)皮特異性HDAC9基因敲除，而內(nèi)皮特異性HDAC9調(diào)控EndMT和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊表型。Malhotra等發(fā)現(xiàn)HDAC9與腹主動(dòng)脈鈣化相關(guān)，并影響VSMC表型。在人主動(dòng)脈VSMC中，HDAC9過表達(dá)促進(jìn)鈣化并降低收縮力，而HDAC9表達(dá)降低抑制鈣化和增強(qiáng)細(xì)胞收縮力。HDAC9促進(jìn)內(nèi)皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化和不利的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊表型。HDAC抑制劑可抑制vsmc鈣化，如apicidin、trichostatin、vorinostat和tubacin。
Ⅲ類KDAC （Class III KDACs）
SIRT6 (Sirtuin 6)是一種細(xì)胞核去乙�；�，在調(diào)控VSMC衰老和動(dòng)脈粥樣硬化中起關(guān)鍵作用。在人和小鼠斑塊VSMCs中，SIRT6蛋白表達(dá)降低并受CHIP調(diào)控。SIRT6通過調(diào)控端粒維持和VSMC壽命進(jìn)而抑制動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生，這一作用依賴于其去乙�；富钚�。內(nèi)源性SIRT6去乙�；甘荲SMC衰老和動(dòng)脈粥樣硬化的重要抑制劑。
靶向DNA甲基化和組蛋白修飾治療動(dòng)脈粥樣硬化
廣泛的表觀遺傳修飾參與了動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生和發(fā)展。臨床上，阿司匹林吸收會(huì)導(dǎo)致顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄患者ABCB1甲基化水平降低。葉酸(缺乏葉酸會(huì)增加同型半胱氨酸水平)是一種動(dòng)脈粥樣硬化藥物，在高脂飲食喂養(yǎng)的ApoE基因敲除小鼠中，葉酸可誘導(dǎo)內(nèi)皮功能障礙，加速動(dòng)脈粥樣硬化病理過程，并增加血管過氧化物酶1、MCP1和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的DNA甲基化。因此，包括DNA甲基化和組蛋白翻譯后修飾在內(nèi)的表觀遺傳修飾是治療包括動(dòng)脈粥樣硬化在內(nèi)等多種疾病的一種有效方法。
以DNA甲基化為靶點(diǎn)的治療策略
DNMT抑制劑是首批用于癌癥治療的表觀遺傳藥物之一。靶向DNMT的藥物包括胞嘧啶類似物、寡核苷酸類藥物、DNA結(jié)合劑和S-腺苷甲硫氨酸抗性藥物。胞嘧啶類似物可在DNA合成過程中不可逆地并入DNA中。當(dāng)DNMT試圖催化DNA甲基化時(shí)，這些胞嘧啶類似物DNMT可與DNMT共價(jià)結(jié)合，使DNMT不能與染色質(zhì)分離，從而抑制活性。目前，美國FDA批準(zhǔn)了兩種胞嘧啶類似物DNMT，即5-氮雜胞苷(5-Aza-C)和5-Aza-CdR(商品名：地西他濱)。5-Aza-C用于治療骨髓增生異常綜合征，其不僅干擾DNA甲基化，還干擾mRNA合成，具有較強(qiáng)的毒性。通過5-Aza-C藥理上調(diào)PTEN可減少斑塊面積并保持體內(nèi)SMC收縮蛋白表達(dá)。5-Aza-CdR適用于骨髓增生異常綜合征和急性髓系白血病，它僅干擾脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid）而不干擾核酸。5-氮雜-2'-脫氧胞苷抑制DNA甲基化可通過抑制巨噬細(xì)胞炎癥來改善動(dòng)脈粥樣硬化。越來越多研究發(fā)現(xiàn)，在幾種已建立的動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型中，5-Aza-CdR有效抑制了動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展，包括飲食誘導(dǎo)的ApoE−/−小鼠、LDLr−/−小鼠和接受頸動(dòng)脈部分結(jié)扎的ApoE−/−小鼠動(dòng)脈粥樣硬化。
然而，對(duì)整體DNA甲基化的藥理編輯缺乏特異性，可能導(dǎo)致不良反應(yīng)，如自身免疫性疾病。在人動(dòng)脈粥樣硬化中，DNMT3B與CREG表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，揭示了阻斷CREG甲基化可能是治療ox-LDL誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化的一種新方法。最近在RESCUE試驗(yàn)中，一種針對(duì)IL-6配體的全人源單克隆抗體Ziltivekimab被證明可以顯著降低與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)的炎癥和血栓形成的生物標(biāo)志物。此外，Ziltivekimab介導(dǎo)的IL-6配體抑制與較低的中性粒細(xì)胞-淋巴細(xì)胞比值相關(guān)，這一比值獨(dú)立預(yù)測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化事件，并且是殘余炎癥風(fēng)險(xiǎn)的潛在生物標(biāo)志物，提示它可能破壞多種致動(dòng)脈粥樣硬化的炎癥通路。另一方面，抑制Drp1降低了糖尿病ApoE-/-小鼠主動(dòng)脈根部的巨噬細(xì)胞負(fù)荷、氧化應(yīng)激和晚期鈣化動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，以及人巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥細(xì)胞因子。Mdivi-1作為一種Drp1特異性抑制劑，是一種新型小分子PCSK9（proprotein convertase subtilisin/kexin type 9）抑制劑，是心血管預(yù)防的基石。
MG98等寡核苷酸類藥物靶向DNMT的活性催化，阻止DNMT結(jié)合到特定基因的啟動(dòng)子以抑制其DNA甲基化。DNA結(jié)合劑(如SGI-1027)靶向DNMTs的輔因子結(jié)合位點(diǎn)。雖然尚未研究寡核苷酸藥物、DNA結(jié)合劑和疾病之間的關(guān)系，但它們可能成為一種替代方法，因?yàn)樗鼈儾槐患{入DNA，細(xì)胞毒性低。此外，一些中草藥對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的DNA甲基化具有潛在的調(diào)控作用。一些草藥和草藥化合物，如姜黃素、梔子苷和白藜蘆醇，也顯示出在調(diào)控血管細(xì)胞中的表觀遺傳酶和動(dòng)脈粥樣硬化方面的前景。盡管目前的文獻(xiàn)已經(jīng)證明，一些天然存在的非核苷類DNMTi能夠抑制小鼠動(dòng)脈粥樣硬化，但它們的具體作用機(jī)制和DNMTs的抑制作用在多大程度上參與動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)作用尚不清楚。目前僅少數(shù)用于治療神經(jīng)精神疾病的藥物對(duì)組蛋白修飾酶或DNMTs有直接作用。重要的是，靶向胞苷類似物和非插入型甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑的整體DNA甲基化已被FDA批準(zhǔn)用于某些癌癥的治療。DNA甲基化是動(dòng)態(tài)可逆的，具有個(gè)體差異和時(shí)空特異性。因此，針對(duì)特定個(gè)體和疾病特定階段的DNA甲基化標(biāo)志物設(shè)計(jì)特異性藥物成為未來藥物開發(fā)的挑戰(zhàn)。
因此，靶向DNA甲基化通路可能是治療動(dòng)脈粥樣硬化的有效方法，類似于目前DNA去甲基化藥物在白血病中的臨床應(yīng)用。然而，我們需要進(jìn)一步研究來破譯細(xì)胞和基因特異性DNA甲基化變化(尤其是在人類中)，并確定DNMT抑制劑治療是否在疾病的不同階段產(chǎn)生不同效果。
以組蛋白修飾為靶點(diǎn)的治療策略
組蛋白甲基化通常與轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)。與其他表觀遺傳抑制劑相比，組蛋白甲基化抑制劑(HTMi)尚未得到廣泛研究和開發(fā)。GSK126是一種有效的組蛋白甲基化抑制劑，對(duì)組蛋白N-甲基轉(zhuǎn)移酶EZH2具有高度選擇性。此外，它還能抑制H3K27me3，在mRNA和蛋白水平上顯著降低促炎基因表達(dá)。
關(guān)于組蛋白乙酰化的潛在調(diào)控劑，garcinol和anacardic acid是具有組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶抑制劑(HATi)活性的天然化合物。Garcinol是一種從藤黃果實(shí)提取的的聚異戊烯基二苯甲酮，用于研究組蛋白乙酰化在調(diào)控早期生長(zhǎng)反應(yīng)蛋白1 (early growth response protein 1, EGR1)基因中的作用。近年來，一種新的果酸類似物MG149被開發(fā)為有效的、選擇性的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(HATs) MYST家族(Tip60, KAT5和MOZ)抑制劑。MG149可抑制參與多種促炎細(xì)胞因子表達(dá)的NF-κB通路，在動(dòng)脈粥樣硬化等炎癥性疾病中起關(guān)鍵作用。
組蛋白乙�；c染色質(zhì)開放和基因轉(zhuǎn)錄相關(guān)，HDACs可通過抗HATs影響組蛋白乙�；�。目前，組蛋白乙�；臐撛谡{(diào)控因子HDAC抑制劑(HDACi)已被批準(zhǔn)用于治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤，但其在動(dòng)脈粥樣硬化中的應(yīng)用尚未在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行研究。HDACi的藥理作用是通過阻止靶基因啟動(dòng)子上的組蛋白去乙�；瘉砑せ畛聊�。HDACi主要分為四類，包括環(huán)肽、脂肪酸和苯甲酰胺。Vorinostat (HDAC抑制劑)又稱SAHA（suberoylanilide hydroxamic acid），是一種來源于異羥肟酸類的化合物。FDA已批準(zhǔn)其用于T細(xì)胞皮膚性淋巴瘤的治療，且作用于除Ⅲ類以外的所有HDACs。研究結(jié)果表明，SAHA以KLF2依賴性方式減少ApoE缺失小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化病變大小。在Ldlr-/-小鼠中，另一種特異性HDACi曲古抑菌素A (TSA)通過增加清除率受體CD36啟動(dòng)子區(qū)、腫瘤壞死因子(TNF)- α和血管細(xì)胞黏附分子-1 (VCAM-1)的乙酰化和降低IL-6和il -1 β的表達(dá)來促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化。TSA可靶向C/EBPα/PPARγ軸，誘導(dǎo)C/EBPα乙�；瑥亩徑鈩�(dòng)脈粥樣硬化。TSA在動(dòng)脈粥樣硬化中的不同作用可能是由于其非特異性，因?yàn)門SA對(duì)HDAC I, IIA和IIB具有抑制作用。這一現(xiàn)象提示在評(píng)估HDACi的藥理作用時(shí)，必須研究HDAC抑制依賴和非依賴的機(jī)制。HDACi是一類很有前景的抗炎藥物。近年來，丙戊酸(VPA)等I/IIa類選擇性HDACi的高效給藥系統(tǒng)被開發(fā)出來，以克服自由給藥的常見缺點(diǎn)，如半衰期短和副作用。此外，它在原代人巨噬細(xì)胞中表現(xiàn)出抗炎作用，并能夠減弱脂多糖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。TMP195是Ⅱa類HDAC的選擇性抑制劑，在晚期動(dòng)脈粥樣硬化中，TMP195減少了關(guān)鍵的炎癥通路，減輕動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生，從而為減少血管炎癥提供了一種新的治療策略。大多數(shù)現(xiàn)有或臨床可用的HDAC抑制劑是通用的，選擇性HDACi的開發(fā)可以減少其他靶點(diǎn)活性的副作用，如HDAC6的潛在通用毒性。羅米地辛(FK228)是一種針對(duì)HDAC1/2的選擇性抑制劑，具有抗炎特性，并通過調(diào)控多種轉(zhuǎn)錄因子(krüppel-like因子5、CREB結(jié)合蛋白)的去乙�；饔糜绊懫交〖�(xì)胞增殖。在ApoE−/−小鼠中，HDAC3特異性抑制劑RGFP966減輕了動(dòng)脈粥樣硬化病變，并抑制動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的EndMT。Bossche等使用特異性HDAC抑制劑研究結(jié)果表明，抑制HDAC3具有泛HDAC抑制劑的致動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)作用。由于部分減少了M1激活而沒有增加泡沫細(xì)胞，在巨噬細(xì)胞中抑制HDAC，特別是HDAC3，顯示出抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。在高脂飲食喂養(yǎng)的ApoE−/−小鼠中，Romidepsin通過增強(qiáng)STAT3乙酰化表觀遺傳調(diào)控VCAM-1表達(dá)，從而抑制動(dòng)脈粥樣硬化。由于DNA甲基化與組蛋白去乙�；瑫r(shí)發(fā)生，因此聯(lián)合應(yīng)用DNA甲基化抑制劑和組蛋白去乙酰化抑制劑治療炎癥性疾病已成為研究熱點(diǎn)�？紤]到調(diào)控表觀遺傳沉默的現(xiàn)有化療和正在開發(fā)中的其他藥物可能會(huì)增加心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)，因此靶向特定細(xì)胞的療法可能是動(dòng)脈粥樣硬化治療的替代方案。人類遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)EndMT的主要調(diào)控因子ZEB2是冠狀動(dòng)脈疾病相關(guān)基因，ZEB2通過表觀遺傳抑制動(dòng)脈粥樣硬化中TGFβ和NOTCH信號(hào)通路來調(diào)控SMC表型轉(zhuǎn)化。
用于動(dòng)脈粥樣硬化直接表觀遺傳治療的納米材料
以DNA甲基化或組蛋白修飾為靶點(diǎn)可能是動(dòng)脈粥樣硬化治療的一個(gè)有效方法。然而如文中所述，表觀遺傳藥物的許多靶點(diǎn)廣泛表達(dá)，且一些表觀遺傳藥物的生物利用度差、穩(wěn)定性低、半衰期短，因此表觀遺傳治療面臨的主要挑戰(zhàn)在于可能出現(xiàn)的副作用。納米材料包括有機(jī)納米顆粒(如聚合物納米顆粒、脂質(zhì)體、膠束和高密度脂蛋白納米顆粒)和無機(jī)納米顆粒(如金納米顆粒、Fe3O4、介孔二氧化硅納米顆粒和CuS)，已被證明對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的治療和診斷有效。近年來已經(jīng)開發(fā)出大量具有物理和化學(xué)特性的納米顆粒，它們能夠有效地將表觀遺傳藥物遞送到患病細(xì)胞并調(diào)控其釋放。例如由明膠酶、聚乙二醇(PEG)和聚-ε-己內(nèi)酯組成的納米顆粒特異性遞送DAC，在小鼠胃癌異種移植模型中顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)。用組蛋白去乙�；敢种苿�(iHDACs)功能化的聚合物納米顆粒在間皮瘤腫瘤中產(chǎn)生最佳iHDACs釋放，介導(dǎo)腫瘤重量顯著且無毒性。另一方面，脂質(zhì)體已被用作表觀遺傳藥物的納米載體：PEG功能化脂質(zhì)體更有效地轉(zhuǎn)運(yùn)和釋放一些抗腫瘤藥物，包括HDAC抑制劑SAHA、PXD101和TSA。
結(jié)論
利用人類動(dòng)脈粥樣硬化組織或動(dòng)物動(dòng)脈粥樣硬化模型來確定表觀遺傳學(xué)在血管發(fā)病機(jī)制中的作用，由于疾病的動(dòng)態(tài)性質(zhì)和組織異質(zhì)性而變得復(fù)雜。表觀遺傳改變對(duì)多種細(xì)胞類型的普遍影響限制了其在疾病特異性或治療中的臨床應(yīng)用。因此，系統(tǒng)地檢測(cè)不同時(shí)期的表觀遺傳變化，能夠制定全面的治療策略。另一個(gè)面臨的問題是，當(dāng)多個(gè)翻譯后修飾針對(duì)共有氨基酸殘基(如賴氨酸殘基)時(shí)，不同修飾之間可能存在競(jìng)爭(zhēng)性拮抗。動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)細(xì)胞如何求同存異需要進(jìn)一步的研究來適當(dāng)?shù)貙⒈碛^遺傳修飾因子加入動(dòng)脈粥樣硬化的治療算法中。
參考文獻(xiàn)：
Zhang L, Xia C, Yang Y, Sun F, Zhang Y, Wang H, Liu R, Yuan M. DNA methylation and histone post-translational modifications in atherosclerosis and a novel perspective for epigenetic therapy. Cell Commun Signal. 2023 Nov 29;21(1):344. pii: 10.1186/s12964-023-01298-8. doi: 10.1186/s12964-023-01298-8. PubMed PMID: 38031118.
標(biāo)簽：
DNA甲基化
- 空間和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)綜合分析揭示與不良預(yù)后相關(guān)的中間癌細(xì)胞群
- 單細(xì)胞測(cè)序助力揭示右心室容量超荷會(huì)通過免疫反應(yīng)重啟心肌細(xì)胞的增殖
- BS+ChIP-seq在揭示DNA甲基化調(diào)控非編碼RNA抑制腫瘤侵襲性中的應(yīng)用
- 靶基因甲基化測(cè)序(Target-BS)等在揭示特應(yīng)性皮炎新發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用
- ChIP等揭示糖皮質(zhì)激素和TET2共調(diào)控促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移的表觀遺傳機(jī)制
- 游離細(xì)胞DNA（cfDNA）檢測(cè)整體研究方案及其應(yīng)用案例
- DNA甲基化修飾整體研究方案技術(shù)介紹及經(jīng)典案例分析
- DNA甲基化詳解
- 伯豪董事長(zhǎng)出席專精特新中小企業(yè)發(fā)展壯大論壇并發(fā)言
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