由于发病机制复杂且涉及多种因素,动脉粥样硬化性心血管疾病仍然是一个重大的公共卫生问题。动脉壁细胞、免疫系统的细胞过程及其相互作用是动脉粥样硬化斑块形成的核心因素[1]。内皮细胞参与了动脉粥样硬化性心血管疾病的多种病理生理过程,包括血管张力调节、剪切应力敏感性和炎症反应。在病理状态下,内皮细胞可能会发生状态变化,从而促进免疫细胞的募集,进而推动斑块形成——这一过程被称为内皮功能障碍。内皮功能障碍也可能由内皮细胞向间质细胞的转化引起,此时内皮细胞会失去原有特性,获得通常与成纤维细胞和平滑肌细胞相关的间质细胞特性。深入理解调控内皮细胞功能和可塑性的机制,有助于开发针对动脉粥样硬化性心血管疾病的新型治疗策略。

全基因组关联分析能够无偏地揭示复杂性状背后的遗传机制。研究表明,冠状动脉疾病的遗传度有很大一部分与血管相关通路有关。在冠状动脉疾病的全基因组关联分析信号中,内皮细胞是仅次于血管平滑肌细胞的第二大富集细胞类型[2]。不过,大多数全基因组关联分析位点位于非编码DNA区域,并不直接对应特定基因。因此,这些内皮细胞遗传变异如何影响冠状动脉疾病发病机制仍有待探索。

最近,Viskadourou等人利用他们之前开发的用于多性状共定位分析的CAFEH算法,结合公开的内皮表达定量性状位点数据,筛选出与冠状动脉疾病发病机制相关的关键全基因组关联分析位点[3]。他们发现4号染色体上一个保守的候选调控元件中存在一种名为rs6853156的变异,该变异可调控内皮细胞中RE1沉默转录因子REST的表达。研究结果表明,REST具有预防动脉粥样硬化的作用,还能持续抑制导致内皮细胞向间质细胞转化的细胞通路。这些作用似乎部分是通过L1CAM及其对TGFβ级联反应的影响来实现的。

REST最初被认定为非神经组织中神经元基因的抑制因子,在神经发生过程中起着关键的转录调控作用。这项研究则揭示了REST在调控内皮细胞身份和功能方面的新作用,其对动脉粥样硬化也有重要影响。这些发现扩展了人们对于REST及其共抑制因子的认知,表明它们在神经系统之外的领域也可能发挥作用,因此REST及其下游通路有望成为预防动脉粥样硬化性心血管疾病的新型治疗靶点。

该研究指出,内皮细胞向间质细胞的转化是动脉粥样硬化斑块形成过程中的有害过程。不过,究竟是发生转化的细胞本身,还是发生改变的内皮细胞群体产生的旁分泌信号导致了动脉粥样硬化的发生,目前尚不清楚。在体内模型中,敲除内皮细胞Rest基因的小鼠,其主动脉根部会出现更多的脂质沉积和巨噬细胞浸润。这些现象无法用REST基因被抑制后内皮细胞直接吸收更多脂质来解释。通过单核RNA测序发现,这类小鼠的血管平滑肌细胞数量明显多于正常对照组,这表明内皮细胞中的Rest基因可能通过旁分泌或邻近细胞信号直接影响血管平滑肌细胞的生长。此外,内皮细胞向间质细胞的转化还可能通过多种机制促进动脉粥样硬化,包括引发内皮功能障碍以及改变血管壁成分。

细胞黏附分子L1CAM此前已被发现与人类动脉粥样硬化有关,本研究认为它是REST的潜在下游效应分子,也是导致内皮细胞向间质细胞转化现象的部分原因。从机制上看,L1CAM会触发多种TGFβ信号传导因子的表达,而这些因子已被证实能促进内皮细胞向间质细胞转化、增强内皮细胞活性,并加速体内动脉粥样硬化的进展。不过,TGFβ在动脉粥样硬化中的作用仍存在争议。REST影响内皮细胞向间质细胞转化的具体机制,包括那些依赖L1CAM和TGFβ的途径以及独立于这两者的途径,都需要进一步研究。

这项研究还有几个方面值得进一步探讨。4号染色体12区段的作用可能在其他细胞类型中也由REST介导,这一点可以通过更大规模的定量性状位点研究或针对特定环境的定量性状位点分析来明确。此外,虽然该研究表明REST基因被抑制后会引发内皮细胞向间质细胞转化这一重要现象,但还需要进一步研究,以弄清由这种转化产生的间质细胞在动脉粥样硬化中的作用和性质,同时也要区分REST对内皮细胞功能的其他影响。

总之,这项研究确定了一个与冠状动脉疾病相关的新内皮特异性基因位点,并为该位点背后的作用机制提供了功能学证据。研究结果表明,REST不仅是维持内皮细胞稳态的关键调控因子,还能持续抑制内皮细胞向间质细胞转化,具有保护血管免受动脉粥样硬化损害的作用。L1CAM则被视为REST的潜在下游靶点,在维持内皮细胞功能方面起着重要作用。未来需要开展更多研究,明确REST在血管内皮细胞中发挥作用的精确机制,这将有助于更快地将非编码遗传风险变异转化为针对动脉粥样硬化性心血管疾病的新型治疗手段。