长链非编码RNA DSP-AS1调控桥粒斑蛋白表达的基因组学证据及其在心律失常性心肌病中的治疗潜力

本研究通过人群基因组分析发现DSP基因变异rs2744389与QRS波时长显著相关，进一步采用孟德尔随机化(MR)和hiPSC-CMs（人诱导多能干细胞来源心肌细胞）实验证实反义长链非编码RNA DSP-AS1可负调控桥粒斑蛋白(DSP)表达，为心律失常性心肌病(ACM)的基因治疗提供新靶点。

　　

心脏作为人体最重要的动力器官，其细胞间的机械耦合依赖于一种称为"桥粒"的特殊连接结构。桥粒斑蛋白(DSP)作为桥粒的核心组分，其功能缺陷会导致心肌细胞在收缩过程中分离，进而引发致命性心律失常。更令人担忧的是，约50%的心律失常性心肌病(ACM)病例与DSP基因突变相关，这类患者常表现为心室纤维脂肪替代和恶性心律失常，年轻运动员猝死案例中约20%归因于此。然而，目前对DSP表达的调控机制仍知之甚少，这严重制约了相关疾病的治疗策略开发。

来自Eurac Research生物医学研究所的研究团队在《Human Genetics》发表的重要研究，通过创新的多组学整合方法揭示了DSP表达调控的新机制。研究人员首先在南蒂罗尔合作健康研究(CHRIS)队列的4342名参与者中发现DSP基因内含子区的rs2744389变异与心电图QRS间期显著相关。随后采用孟德尔随机化(MR)分析证实，该变异通过调控反义长链非编码RNA DSP-AS1的表达，进而影响DSP基因的表达水平。最令人振奋的是，研究团队在hiPSC-CMs模型中通过特异性GapmerR（锁核酸反义寡核苷酸）敲低DSP-AS1后，观察到DSP mRNA和蛋白水平均显著升高约1.5倍，这为靶向RNA的精准治疗提供了直接证据。

关键技术方法包括：1)基于CHRIS、MICROS和SHIP人群队列的基因组关联分析；2)利用GTEx v8和Framingham心脏研究的表达数量性状位点(eQTL)数据；3)两样本孟德尔随机化分析评估因果关系；4)hiPSC-CMs分化培养和ddPCR（微滴式数字PCR）定量技术；5)Protein Simple WesTM系统进行蛋白定量分析。

【遗传关联分析】
通过对五个桥粒基因(DSP、PKP2、DSG2、DSC2和JUP)的570kb区域进行扫描，发现DSP基因的rs2744389与QRS间期显著相关(P=3.5×10^-6)，每个效应等位基因拷贝可使QRS缩短1.10ms。该结果在独立队列MICROS中得到验证(P=0.010)。

【功能注释与表型关联】
rs2744389位于DSP基因第一个内含子的增强子区域，与DSP-AS1 lncRNA表达显著相关，但与DSP mRNA无关。该变异还与cg02643433甲基化位点及多种心电图参数相关，提示其可能通过表观遗传机制发挥作用。

【孟德尔随机化分析】
两样本MR分析显示：DSP-AS1表达对DSP表达具有因果负向效应(P=6.33×10^-5)，共定位分析支持两者共享因果变异(PPH4=0.91)。同时，DSP-AS1表达升高可显著缩短QRS间期(P=0.015)。

【功能验证实验】
在hiPSC-CMs中，使用特异性GapmerR(LNA2)敲低DSP-AS1后：1)DSP-AS1表达下降2.5倍；2)DSP mRNA水平升高1.5倍(P=0.008)；3)桥粒斑蛋白水平相应增加1.5倍(P=0.016)，证实了DSP-AS1对DSP的负调控作用。

这项研究首次揭示了DSP-AS1 lncRNA在调控桥粒斑蛋白表达中的关键作用，为理解心律失常性心肌病的分子机制提供了新视角。特别值得注意的是，约7%的ACM患者携带DSP基因功能缺失突变，这些患者往往表现为左心室受累和侵袭性心律失常病程。本研究提出的通过靶向DSP-AS1来上调DSP表达的干预策略，为这类难治性疾病提供了全新的治疗思路。此外，考虑到DSP异常还与扩张型心肌病、心皮综合征和某些癌症相关，这一发现可能具有更广泛的临床应用前景。未来研究需要进一步阐明DSP-AS1的具体作用机制，包括其是否通过影响DSP启动子区甲基化或染色质结构来调控基因表达，以及在疾病模型中的治疗效果评估。