何爱彬研究组揭示调控器官发育与再生的表观遗传差异机制

2017年5月17日，北京大学分子医学研究所、北京大学-清华大门生命科学联合中间研究员何爱彬研究组在Circulation Research杂志在线发表题为“Divergent requirements for EZH1 in heart development versus regeneration”的研究成果。该研究揭示了统一表观调控因子EZH1在心脏发育和再生过程中，产生不同的组蛋白修饰，导致截然不同的分子机制，调控发育与再生两个关联的生物学过程。相干成果为心脏再生的临床治疗策略提供了新的理论依据。

心肌梗塞是导致心衰和各种心脏疾病的重要因素，然而，成体心脏缺乏有用的再生和自我修复能力。大量心脏再生相干研究基于心脏发育调控规律的分子机制，来探求促进心脏再生的调控分子与网络。PRC2(Ploycomb Repressive Complex2)是一个紧张的表观遗传修饰酶复合体，它包括两个互补的催化亚基EZH1和EZH2，能修饰H3K27me3（克制性组蛋白修饰）的形成从而克制基因表达。课题组之前发表的工作注解PRC2在心脏发育过程中起紧张表观调控作用。本课题研究发现，在早期心脏发育过程中，EZH1和EZH2均通过修饰H3K27me3的形成来克制异位基因的表达，以一种互补的体例调控心脏发育。然而在心脏再生过程中，EZH1而非EZH2起着必不可少的调控作用。转基因过表达EZH1能改善心脏疾病（心肌梗塞）后心脏的重修与功能。在这个过程中，EZH1通过促进形成转录激活相干的组蛋白修饰（H3K27me1和H3K4me3）而激活心脏发育相干基因的表达，调控心肌细胞的增殖，促进心脏再生，改善受损心脏功能。该研究成果注解统一表观调控因子虽然在心脏发育和再生过程中均具有不可或缺的作用，但能产生不同的组蛋白修饰密码，导致截然不同的分子效应，最终却殊途同归——促进心脏形态与功能的重修与完美。

北京大学分子医学研究所2014级博士生艾珊珊、北大-清华生命科学联合中间2015级博士生余先红、北大分子医学研究所2014级博士生李玉梅为本文的共同第一作者。分子医学研究所的何爱彬研究员为本文的通信作者。该研究获得了北大-清华生命科学联合中间、国家天然科学基金及青年千人计划的支撑。

编辑：白杨