综述：类风湿关节炎的表观遗传改变：多层机制与转化机遇

《Frontiers in Immunology》：Epigenetic alterations in rheumatoid arthritis: multilayer mechanisms and translational opportunities

　　

类风湿关节炎是一种由免疫失调驱动的慢性炎症性疾病，遗传易感性和环境暴露共同促进持续性滑膜炎、进行性关节损伤和全身合并症。近期表观基因组学研究显示出若干反复出现的异常。许多RA易感位点位于蛋白质编码序列之外，并映射到免疫细胞和滑膜成纤维细胞的调控元件，将遗传风险与增强子活性、甲基化数量性状效应及远端基因控制联系起来。基于血液的表观基因组关联研究识别出与疾病相关的DNA甲基化特征，但这些信号需要仔细控制白细胞组成、吸烟、治疗暴露和疾病分期。RA成纤维样滑膜细胞也表现出稳定的甲基组重塑，包括在涉及炎症、迁移、基质降解和凋亡抵抗的位点出现相对低甲基化，而TET3相关的5-羟甲基胞嘧啶已成为趋化因子产生和侵袭性间质行为的功能性贡献者。组蛋白修饰、染色质可及性和三维基因组组织定义了致病调控状态，并将非编码风险位点与免疫和间质区室中的效应基因连接起来。最后，miRNA、lncRNA、circRNA、snoRNA、细胞外RNA和m6A相关通路增加了具有潜在生物标志物价值的转录后和染色质相关层面。研究人员综合了这些发现，并讨论了在诊断、分层、复发监测和治疗靶向方面的转化机遇，同时强调了不完全的重复性、各表观遗传层面证据的不均衡性、生物样本变异性，以及对因果性、纵向性、细胞类型分辨验证的需求。

论文主体内容总结如下：

2 类风湿关节炎中塑造致病调控状态的主要表观遗传层面

2.1 DNA甲基化和羟甲基化：建立和重塑调控状态

在调控状态的框架内，DNA甲基化（DNA methylation）和羟甲基化提供了一个相对持久的层面，能够在响应遗传和炎症输入的同时稳定细胞身份。DNA甲基转移酶（DNMTs）建立并维持DNA甲基化模式，而十-十一易位（TET）介导的氧化作用可主动重塑这些模式。在RA中，基于血液的表观基因组关联研究（EWAS）在抗瓜氨酸化蛋白抗体（ACPA）阳性患者中鉴定出主要定位于主要组织相容性复合体（MHC）区域的差异甲基化信号。纯化细胞的研究扩展了这一视角，在早期未治疗的RA患者的T细胞、B细胞和单核细胞中发现了数千个差异甲基化的CpG位点。在关节内，RA成纤维样滑膜细胞（FLS）显示出独特的甲基化谱，表现为促炎、促迁移和促基质降解基因位点的相对低甲基化，这与它们的侵袭性表型相关。关节位置增加了另一层特异性，膝和髋来源的RA FLS在DNA甲基化和转录组上存在差异，涉及IL-6/JAK-STAT信号通路和HOX基因。机制上，多胺循环增加导致的甲基供体耗竭和促炎细胞因子对甲基化机制的抑制可能促成这种低甲基化状态。重要的是，甲基化重塑似乎在疾病极早期就已开始，甚至在明确分类前的滑膜成纤维细胞中即可检测到，这支持了RA FLS中“炎症记忆”的概念。然而，跨研究的重复性尚不完整，信号受吸烟、年龄、性别、血清状态、白细胞组成、治疗、祖先和疾病分期等多种因素影响。5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）作为一个功能不同的层面，其研究显示RA滑膜和FLS中TET3双加氧酶表达和全局5hmC丰度增加，TNF-α可进一步增强此信号，促进FLS迁移和炎症介质如CXCL8和CCL2的上调。

2.2 染色质可及性和组蛋白修饰：调控状态的激活与持续

组蛋白修饰和染色质可及性构成了决定哪些位点具有转录能力的动态层面。对滑膜成纤维细胞的综合表观基因组分析揭示了RA FLS相比对照存在广泛的增强子景观改变，这些差异修饰的增强子区域富集于炎症、基质重塑和细胞迁移等通路。炎症记忆代表了这种染色质使能状态的持续性，TNF暴露可在RA FLS中诱导炎症基因调控元件的染色质激活、持续的增强子乙酰化和延长的基因表达动力学。功能研究已证实CBP/p300和溴结构域和额外末端结构域（BET）蛋白在滑膜成纤维细胞炎症基因程序调控中的作用，药理学上的BET抑制可减弱细胞因子诱导的反应。然而，由于染色质调控因子广泛表达并参与多种生理过程，特异性、剂量和组织靶向性仍是关键的转化障碍。最新的单细胞和多模态方法通过将染色质可及性与离散的滑膜细胞状态联系起来，提供了所需的解析度。

2.3 三维基因组组织：将RA风险与状态特异性效应基因连接

三维基因组组织提供了致病调控状态的空间布线。染色质环和拓扑关联结构域（TADs）约束增强子/启动子的通讯。在RA中，由于许多风险位点位于非编码调控DNA中，因此需要三维（3D）图谱来识别其效应基因。整合了滑膜成纤维细胞、B细胞和T细胞中DNA架构、3D染色质相互作用、染色质可及性和基因表达的研究，将推定因果变异、增强子、基因和细胞类型映射到约30-60%的RA位点，并估计FLS可能占RA遗传力的24%。肿瘤坏死因子（TNF）刺激可改变TADs、染色质状态和推定因果基因的表达，展示了遗传风险和炎症刺激如何在滑膜基质区室中汇聚。关节特异性的表观基因组调控增加了复杂性，表明相同的遗传变异或细胞因子信号在不同解剖背景下可能有不同后果。

2.4 非编码RNA：状态调控因子、跨层连接器和生物标志物

非编码RNA（ncRNAs）作为细胞内效应器、跨层连接器和细胞外读数发挥作用。细胞内微小RNA（miRNAs），如miR-203和miR-146，通过转录后抑制靶mRNA来调节信号网络，其中miR-22（MIR22）-TET3-MTRNR2L2轴直接连接了miRNA与DNA羟甲基化。染色质相关的长链非编码RNA（lncRNAs），如HOTAIR和NEAT1，可编码解剖背景并修饰调控机器，例如HOTAIR在膝滑膜成纤维细胞中高表达并调控关节特异性转录程序。竞争性内源RNA（ceRNA）调控提供了另一种机制，如GAPLINC通过miRNA海绵机制促进RA FLS的增殖、迁移和侵袭。小核仁RNA（snoRNAs），如Snord3，在动物模型中通过SNORD3-EZH2-ESM1轴促进关节炎。细胞外和囊泡相关的ncRNAs因其报告细胞间通讯和疾病状态的潜力而备受关注，例如血浆外泌体miR-204-5p在RA中降低并与血清学及炎症指标呈负相关。环状RNA（circRNAs）因其共价闭合结构带来的高稳定性成为有前景的生物标志物类别。然而，ncRNA领域的文献集中在少数反复研究的分子上，且结果因生物样本类型、分离方案和治疗状态而异，跨研究的方向不一致和阴性结果均有报道。

2.5 表观转录组学：致病调控状态的动态微调

RNA的化学修饰，特别是N⁶-甲基腺苷（m⁶A），可通过改变mRNA稳定性、剪接、定位和翻译来影响基因表达。新兴的RA研究报告了m⁶A调控因子的改变及其与细胞因子信号和滑膜激活的联系，例如FTO介导的m⁶A调控和IGF2BP3-RASGRF1轴被认为参与了滑膜侵袭和炎症。然而，这一层面的证据仍处于初步阶段，独立重复有限，尚未建立一致的纵向、细胞类型分辨的患者特征。

2.6 转化意义

转化应聚焦于可重复的致病调控状态而非孤立的表观遗传标记。基于血液的甲基化特征和分类器模型已被提出用于诊断支持和风险评估。单细胞多组学定义的滑膜调控状态可作为预测治疗反应或复发的分子内型。治疗上，染色质调控因子，如BET蛋白和组蛋白去乙酰化酶，是重置炎症程序的候选靶点，但需谨慎处理其脱靶毒性。利用表观基因组图谱优先考虑常规药物靶点也是一种补充策略。特别有前景的方向是构建整合血液DNA甲基化特征、循环ncRNAs和常规临床变量的复合表观遗传模型。