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为探究超级增强子（SEs）是否参与肺动脉高压（PAH）中焦亡的病理过程及机制，哈尔滨医科大学大庆校区等研究人员开展了关于转录因子 PITX1 与 SEs 对肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）焦亡影响的研究。结果发现 PITX1 可促进 DUSP4 表达抑制焦亡，为 PAH 治疗提供理论依据。
在人体的心血管系统中，肺动脉高压（Pulmonary Hypertension，PH）就像一颗隐藏的 “定时炸弹”，严重威胁着人们的生命健康。其中，第 1 组肺动脉高压（PAH）尤为棘手，它以急性肺血管收缩、慢性血管重塑为特征，背后的 “罪魁祸首” 包括肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）的增生肥大以及慢性炎症。而细胞焦亡（Pyroptosis）作为一种炎性细胞死亡方式，在肿瘤、心血管疾病等领域备受关注。但令人疑惑的是，SEs 是否参与 PAH 中焦亡的病理过程，以及具体的作用机制，这些问题一直像迷雾一样笼罩着科研人员，亟待解开。
为了驱散这层迷雾，哈尔滨医科大学大庆校区等研究机构的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们开展了一系列研究，旨在揭示 SEs、转录因子 PITX1 与 PASMCs 焦亡之间的神秘联系。最终，他们发现 PITX1 能够通过与 DUSP4 的启动子和 SE 结合，促进 DUSP4 的表达，进而减少缺氧条件下 PASMCs 的焦亡，这一发现为 PAH 的治疗带来了新的希望。相关研究成果发表在了《Respiratory Research》杂志上。
研究人员在探索过程中，采用了多种关键技术方法。在动物实验方面，构建了多种小鼠模型，包括缺氧暴露（Group 3 HPH）和缺氧联合 Sugen 5416 处理（SuHx，Group 1 PAH）的小鼠模型 。在细胞实验方面，培养了原代小鼠 PASMCs。同时运用了 RNA 提取和逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）、Western blot 分析、免疫荧光染色、荧光原位杂交（FISH）等技术，从不同角度深入探究相关分子机制。
下面来详细看看研究结果。
- PITX1 在缺氧小鼠和 PASMCs 中的上调：研究人员通过 ChIP-seq 技术，利用抗 H3K27ac 抗体筛选发现，在缺氧条件下，PITX1 表达上调，且其表达与 SE 序列密切相关。免疫荧光染色、Western blot 和 RT-qPCR 分析进一步证实，在缺氧 PH 小鼠模型的肺组织以及培养的 PASMCs 中，PITX1 表达均明显增加。
- PITX1 对缺氧诱导的 PASMCs 焦亡的影响：基因集富集分析（GSEA）显示，缺氧条件下 PITX1 表达增加与炎症小体信号通路有关。通过 siRNA 干扰和质粒转染实验发现，敲低 PITX1 会加剧缺氧诱导的 PASMCs 焦亡，而过表达 PITX1 则能抑制焦亡，这一结果在多种检测实验中得到了验证，如 Western blot 检测焦亡相关蛋白水平、YPI/PI 染色观察焦亡细胞数量、LDH 释放实验检测细胞死亡情况等。
- PITX1 过表达对缺氧和 SuHx 小鼠模型肺血管重塑和焦亡的影响：在缺氧和 SuHx 小鼠模型中，通过 AAV5 载体使 PITX1 过表达，结果发现 PITX1 过表达能够显著改善右心室肥厚，逆转肺血管重塑和焦亡相关指标，如通过超声心动图和右心导管检测发现，PITX1 过表达可使 PAAT 和 PAVTI 比值恢复正常，降低右心室收缩压（RVSP）；通过 H&E 和 Masson 染色观察到肺血管重塑得到缓解；通过 Western blot 检测发现焦亡相关蛋白水平降低。
- DUSP4 作为 SE 调控的靶基因的鉴定：ChIP-seq 分析发现，DUSP4 在缺氧条件下是 SE 调控的靶基因，其 H3K27ac 修饰水平增加，且启动子和 SE 区域与 PITX1 的结合序列高度一致。双荧光素酶报告实验和 ChIP-qPCR 进一步证实了 DUSP4 表达受 SE 调控且依赖于 PITX1。
- DUSP4 表达上调对缺氧和 SuHx 小鼠血管重塑和焦亡的抑制作用：免疫荧光染色、RT-qPCR 和 Western blot 分析表明，DUSP4 主要位于平滑肌层，在缺氧条件下表达增加。在缺氧和 SuHx 小鼠模型中，敲低 DUSP4 会加重肺血管重塑和组织焦亡，表现为 PAAT 和 PAVTI 比值降低、RVSP 升高、血管重塑加剧以及焦亡相关蛋白水平增加。
- 通过 SE 影响 DUSP4 调节焦亡：构建含有 DUSP4 的 SE 片段及其突变体的荧光素酶报告质粒，双荧光素酶报告实验表明，PITX1 可结合 DUSP4 的 SE 序列，增加其表达。使用 SE 抑制剂 JQ1 和 iBET 处理细胞后，DUSP4 表达下降，焦亡相关蛋白水平增加，免疫荧光染色显示焦亡标记物 CASP1 阳性细胞百分比增多。
- PITX1 通过 DUSP4 调节肺血管重塑和焦亡：在缺氧 PH 小鼠模型中，同时过表达 PITX1 和敲低 DUSP4，结果发现 PITX1 对肺血管重塑和焦亡的抑制作用被削弱，如 PAAT/PAVTI 比值、RVSP、肺血管重塑程度以及焦亡相关蛋白水平等指标均发生变化。免疫荧光染色和 FISH 实验证实了 PITX1 和 DUSP4 在小鼠肺组织和 PASMCs 中的共定位。
研究结论和讨论部分指出，本研究首次发现 PITX1 在 PAH 模型小鼠和缺氧的 PASMCs 中表达上调，并且 PITX1 与 SEs 协同调节 DUSP4 的表达。PITX1/DUSP4 过表达能够抑制肺血管重塑，而敲低则会加重 PASMCs 焦亡和促进肺血管重塑。这一发现揭示了 PAH 中 PASMCs 焦亡的新机制，为 PAH 的治疗提供了潜在的新靶点和理论依据。不过，目前关于 SEs 在 PAH 中的研究还相对较少，SE 活性变化直接调节焦亡的具体机制以及 DUSP4 调节焦亡的深层机制仍有待进一步探索。相信随着研究的不断深入，未来能够为 PAH 的防治带来更多突破，让更多患者受益 。
