lncRNA PACERR 对 COX-2、ABCA1 与 ABCG1 的调控关联炎症反应与胆固醇稳态

《Cell Reports》：The regulation of COX-2, ABCA1, and ABCG1 by the lncRNA PACERR links the inflammatory response and cholesterol homeostasis

　　

环氧化酶-2（COX-2）在炎症中发挥核心作用，但其抑制与心血管风险增加相关。研究人员探究了 COX-2 反义长链非编码 RNA（lncRNA）PTGS2 反义复合体介导的表达调控 RNA（PACERR）及其在连接炎症与胆固醇稳态通路中的潜在作用。PACERR 表达受高密度脂蛋白（HDL）和脂多糖（LPS）诱导，并与血管（平滑肌和内皮）及免疫细胞（巨噬细胞）中 COX-2、ABCA1 和 ABCG1 表达变化相关。PACERR 与调控蛋白 p300、hnRNPL 和 IκBζ 相互作用，其扰动改变它们与目标基因座的结合。沉默 PACERR 增强 HDL 诱导的胆固醇外流并改变 COX-2 表达与前列腺素生成。PACERR 还与 PLA2G4A（cPLA2）附近的调控元件相关，其扰动影响 cPLA2 表达和花生四烯酸释放。在炎症背景下，PACERR 沉默降低 COX-2 表达、前列腺素生物合成和全身炎症反应。这些发现支持 PACERR 在协调炎症与胆固醇应答通路中的作用。

研究背景：非甾体抗炎药（NSAID）通过抑制环氧化酶（COX）活性缓解痛感，但抑制 COX-2 会同时削弱抗炎与心血管保护性的前列腺素（PG），尤其前列环素（PGI₂），从而伴随心肌梗死、卒中等心血管风险。动脉粥样硬化作为慢性炎性疾病，其进展中 COX-2 在不同细胞类型角色不一；HDL 虽流行病学上与心血管风险负相关，但孟德尔遗传未证实其因果保护，且 HDL 经 CREB 上调 COX-2 与 PGI₂ 的体内意义未明。长链非编码 RNA（lncRNA）具细胞特异性，可作为治疗靶点，其中 PACERR（PTGS2 antisense complex-mediated expression regulator RNA）既往见于巨噬细胞炎症研究。研究人员由此提出疑问：PACERR 是否介导 COX-2、HDL 信号与血管炎症的交叉调控，并关联胆固醇外流？该研究发表于《Cell Reports》，通过体外细胞、人源化小鼠模型与多组学手段揭示 PACERR 作为单一 lncRNA 同时调控炎症 PG 合成与胆固醇外流的机制，对理解 NSAID 治疗窗及动脉粥样硬化病理具有重要意义。

主要关键技术方法：研究使用人颈动脉内膜剥脱样本（来自 Munich Vascular Biobank）进行 bulk RNA-seq 与单细胞 RNA-seq（scRNA-seq）；以 THP-1 单核细胞来源巨噬细胞、原代外周血单核巨噬细胞、血管平滑肌细胞（vSMC）、人脐静脉内皮细胞（HUVEC，含层流与振荡剪切应力模型）为体外体系；构建 COX-2/PACERR 人源化小鼠（hu/hu）并做骨髓源巨噬细胞（BMDM）反向胆固醇转运（RCT）体内示踪；采用反义寡核苷酸（ASO）敲低、RNA 过表达与 ΔhnRNPL 基序缺失突变；运用 RNA 拉下联合质谱鉴定 RNA 结合蛋白（RBP），RNA 免疫沉淀（RIP）与染色质免疫沉淀（ChIP）定位 p300、hnRNPL、H3K27ac、LXR、IκBζ 等；染色体构象捕获（3C）验证 PACERR 与 PLA2G4A 染色质互作；液相色谱质谱（LC-MS）定量 PG 与花生四烯酸（AA）；转录组测序（RNA-seq）做通路富集。

研究结果：

PACERR 在颈动脉斑块表达并由 HDL 依赖 CREB 转录诱导：研究人员发现 PACERR 在进展期人颈动脉斑块中表达低于早期对照，scRNA-seq 显示其主要表达于内皮细胞与炎症巨噬细胞。HDL（尤其 HDL3）、ApoA1、oxLDL 而非 acLDL 协同诱导 PACERR 与 COX-2，该诱导依赖 p38/ERK 与 CREB/CREM 而非 NF-κB，BAY-11-7082 不影响 PACERR 但 celecoxib 显示 PG 反馈环路不作用于 PACERR。ABCA1/ABCG1 双敲低削弱 HDL 对 COX-2 的诱导，提示转运体共调控。

PACERR 调控 COX-2 表达与 HDL 诱导 PG：在巨噬细胞、vSMC、HUVEC 中，ASO 沉默 PACERR 增强 HDL 诱导的 COX-2 及 PGI₂（6k-PGF_1α）、PGE₂ 释放，COX-1 与 mPGES-1 不变，证明 PACERR 特异性限制 COX-2 依赖通路。

PACERR 影响胆固醇代谢基因表达与胆固醇外流：THP-1 与 hu/hu BMDM 中 PACERR ASO 提升 ABCA1/ABCG1 表达及向 HDL 的³H-胆固醇外流；体内 RCT 实验显示沉默 PACERR 增加血浆与肝脏示踪胆固醇，证明细胞至循环 HDL 转移增强；PACERR 亦受 LXR 激动剂 T0901317 诱导。

p300 与 hnRNPL 结合 PACERR 介导对 COX-2、ABCA1、ABCG1 的作用：质谱与 RIP 显示 PACERR 基线结合 p300、hnRNPL、H3；HDL 处理后结合减弱。ChIP 表明 p300 与 H3K27ac 在 COX-2 启动子富集随 PACERR 沉默增强；hnRNPL 结合 ABCA1/ABCG1 内含子区，PACERR 沉默增加其占位，即 PACERR 通过隔离 hnRNPL 限制转运体转录。

PACERR 中 hnRNPL 基序是 ABCA1/ABCG1 表达与外流所需：删除 ΔhnRNPL 基序解除 PACERR RNA 与 hnRNPL 互作，恢复 hnRNPL 在 ABCA1/ABCG1 基因座结合及转运体表达，过表达全长 PACERR 抑 COX-2/ABCA1/ABCG1，而 ΔhnRNPL 突变体特异性回升 ABCA1/ABCG1，转录组显示 ΔhnRNPL 细胞富集脂质代谢通路。

PACERR 与 cPLA₂ 互作介导 LXR 依赖的 ABCA1/ABCG1 表达：HDL 诱导 PACERR 与 PLA2G4A（cPLA₂）染色质邻近（GeneHancer、3C 确认），RNA 拉下显示 HDL 后 PACERR RNA 结合 cPLA₂ 蛋白；PACERR 沉默降低 cPLA₂ 与 AA 释放，解除 AA 对 LXR 的抑制，故 LXR 在 ABCA1/ABCG1 启动子占位及转运体表达进一步升高。

PACERR 调控 COX-2 介导的炎症反应：LPS 下 PACERR 促进 COX-2 转录（通过阻隔抑制性 p50/p50 同源二聚体、助 p65/p50 与 p300 招募）；内皮振荡剪切中 PACERR 敲低降低 COX-2 与 PG。hu/hu 小鼠经 PECAM-1 靶向 LNP-ASO 沉默 PACERR 后，LPS 刺激的肺、脾、主动脉 COX-2 下降，尿 PGE-M、PGI-M 及血浆 IL-6、MCP-1 降低；机制上 PACERR 基线隔离 IκBζ，沉默后游离 IκBζ 结合 COX-2 启动子抑制 LPS 驱动转录。

讨论与结论翻译：本研究阐明 lncRNA PACERR 在血管细胞中协调 PG 合成与胆固醇外流的机制，可能影响动脉粥样硬化发生。PACERR 在人颈动脉早期斑块炎症巨噬细胞与内皮中偏好表达。不同于多数 lncRNA，其与小鼠同源位点共线但序列仅保留单一 NF-κB 位，HDL/LPS 诱导均依赖 CREB。HDL 刺激促 CREB 依赖 PACERR 上调，释放 p300 至 COX-2 启动子乙酰化 H3K27 促转录，同时释放 hnRNPL 至 ABCA1/ABCG1 前 mRNA 改剪接增外流；沉默 PACERR 放大两通路。cPLA₂/PLA2G4A 作为邻近基因，PACERR 促其表达与 AA 释放，AA 抑 LXR/RXR 异二聚化而抑转运体，PACERR 沉默解此抑。基线 PACERR 隔离 IκBζ，沉默后 IκBζ 抑 LPS 驱动 COX-2 与全身炎症，类似糖皮质激素效应。综上，单一 lncRNA PACERR 整合炎症与代谢信号调控心血管稳态。局限在于侧重巨噬细胞急性刺激、人源化小鼠生理差异、ASO 潜在脱靶及 lncRNA 转录本本身与基因座转录活性难完全分离，转化意义尚待慢性病变验证。