基础医学院在表观遗传调控机制对哮喘作用研究方面取得重要进展

近日,西安交通大学医学部基础医学院吕社民教授领导的研究团队与瑞士巴塞尔大学生物医学中心Michael Roth教授团队合作,在表观遗传调控与哮喘疾病方面的研究中取得重要进展。研究成果丰富了人们对过敏性疾病特别是过敏性哮喘分子发病机制的认识,标志着医学部基础医学院在过敏性气道炎症方面的研究迈上了新台阶。

该论文西安交通大学为第一作者单位,基础医学院孙青竹博士、刘莉博士为第一、第二作者,Michael Roth教授为通讯作者、吕社民教授为共同senior author,发表在过敏性疾病的国际顶尖杂志Journal of Allergy and Clinical Immunology (简称JACI),该杂志2015年的影响因子为12.485。该系列研究受到4项国家自然科学基金资助。孙青竹博士国外进修研究受西安交通大学医学部高水平合作研究项目资助。

蛋白质精氨酸转甲基酶 (protein arginine methyltransferase,PRMT)是一类广泛存在于真核细胞中的催化蛋白质精氨酸残基甲基化修饰的酶,它通过对组蛋白精氨酸残基和转录因子的甲基化修饰,发挥其表观遗传调控作用。课题组前期的研究发现,在E3大鼠哮喘模型中,PRMT1在哮喘的急性炎症阶段和慢性重塑阶段起着不同的作用,相关成果2次发表在在国际免疫学著名学术刊物 The Journal of Immunology上(http://www.jimmunol.org/content/188/7/3506http://www.jimmunol.org/content/195/1/298)。

此次研究与瑞士巴塞尔大学生物医学中心Michael Roth教授团队合作,以人肺原代细胞为材料,首次证实PRMT1显著高表达于哮喘病人的上皮细胞和上皮下组织。同时,哮喘病人的原代肺平滑肌细胞较对照组显著高表达PRMT1;在对照人群的人原代肺平滑肌细胞中,PDGF-BB刺激后,可显著激活ERK1/2的磷酸化,通过进一步磷酸化STAT1而上调细胞核中PRMT1的表达。然而,由于哮喘气道平滑肌细胞中miR-19a的表达低下,导致MAPK1表达显著升高,哮喘平滑肌细胞中ERK1/2-STAT1通路持续活化,使哮喘病人的平滑肌细胞PRMT1表达显著升高;PRMT1酶活性的抑制可显著改善PDGF-BB导致的气道平滑肌细胞增殖及细胞外基质的分泌。此项研究不仅首次证明了PRMT1在哮喘人群中发挥调控作用、阐明了作用的途径及确切的分子机制,也证实了PRMT1参与了组蛋白修饰和miRNA这两种表观遗传调控间的交互作用 (见下图)。这些研究成果有望为哮喘的诊治提供新的分子靶点,具有重要的理论和实践意义。

论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0091674916314324