Nat Commun | 英国团队研究揭示表观遗传调控下的肺动脉高压治疗新靶标，组织蛋白酶Z成关键

人血液样品

Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip Array、SomaLogic SomaScan assay、mRNA测序

对429例PAH患者和1206例无PAH对照患者的865,859个CpG标记进行DNAme的病例对照关联分析。在调整基因组膨胀后，3个CpG标记达到了表观基因组范围的显著性。其中最显著位点cg04917472位于CTSZ转录起始位点(TSS)上游约2千碱基处，在PAH样品中被高度甲基化。CTSZ是半胱氨酸组织蛋白酶家族的一员，通过整合素相互作用在调节细胞外基质(ECM)中发挥重要作用，ECM改变是PAH的一种病理特征。

cg04917472位点前后50Kb碱基区域内显示与多个位点有相关性（标色部分），以及找寻不同细胞类型的组蛋白修饰和基于这些修饰预测的基因调控区域，并将可能发生的调控机制做描绘，特别是在PAH相关细胞类型中的基因表达潜在调控。

按CTSZ CpG甲基化状态分为CpG甲基化水平的三分位数，并与mRNA水平进行比较，发现CTSZ在主动脉、肺部和冠状动脉中的表达最高。来自心脏左心室和左肺上叶GTEx的单细胞RNAseq数据表明，CTSZ在巨噬细胞中表达最高，且DNA甲基转移酶DNMT3A和组蛋白去乙酰化酶HDAC1/2/6/11的表达水平在PAH和对照组之间存在显著差异。PAH患者血浆CTSZ水平比健康对照组高，推测细胞可能不是系统循环蛋白升高的主要决定因素。在肺移植后的对照组和终末期PAH患者的肺组织中，CTSZ在气道巨噬细胞和肺内皮中的表达最强，特别是在病理标志网状病变中。为了了解PAH中循环CTSZ蛋白升高的潜在原因，对PAH疾病特征标志物进行线性回归分析，发现血浆CTSZ水平与肾脏标志物胱抑素C、炎症细胞因子IL-6呈显著正相关，与心脏标志物NT-proBNP呈负相关，可能在疾病早期，CTSZ的降低与启动子的高甲基化有关，但在疾病后期，炎症和肾功能不全使CTSZ水平升高。

CTSZ促进神经元细胞凋亡，但其敲低刺激胃癌细胞系细胞死亡，在PAH中，肺内皮变得促增殖、抗凋亡和紊乱，部分是对炎症刺激的反应。评估了siRNA敲除CTSZ后人肺动脉内皮细胞(hPAEC)的凋亡、增殖和细胞活力发现CTSZ的有效敲除与caspase -3/7的激活增加相关。无论是在载体处理的细胞中，还是在24小时TNF- α或脂多糖的反应中，siRNA之间活细胞的数量没有显著差异，表明与CTSZ缺失特异性相关的凋亡反应增强。这与增加的膜联蛋白V易位到细胞表面和DNA泄漏一致，表明凋亡后出现坏死。通过四氮唑染料(MTT)测定，siRNA处理后CTSZ的缺失不影响基线增殖和对VEGF的反应。体外数据表明，hPAEC中CTSZ的失调会导致对炎症刺激的超敏反应，从而引发ECs的凋亡，这是PAH病理的一个关键早期事件。