背景:
全基因组关联研究表明，LRP1(低密度脂蛋白受体相关蛋白1基因)基因座的常见遗传变异可能导致多种血管疾病和特征。然而，潜在的生物学机制尚不清楚。
方法:
精细绘图分析包括贝叶斯共同定位，以确定最有可能的因果变异。使用CRISPR-Cas9(成簇的规则间隔短回文重复序列-CRISPR相关蛋白9)对人类诱导多能干细胞进行基因组编辑，以删除或修饰候选增强子区域并产生LRP1敲除细胞系。细胞通过中胚层谱系分化成平滑肌细胞。使用荧光素酶报告基因检测、转录因子敲除和染色质免疫沉淀来评估转录调控。使用细胞分析、大量RNA测序和质谱法进行细胞表型变化。
结果:
多轨道共定位分析指出rs11172113是LRP1中纤维肌发育不良、偏头痛、脉压和自发性冠状动脉夹层最可能的致病变异。我们发现rs11172113-T等位基因与较高的LRP1表达相关。诱导多能干细胞来源的平滑肌细胞中的基因组缺失支持rs11172113位于调节LRP1表达的增强子区域。我们发现转录因子MECP2(甲基CpG结合蛋白2)和SNAIL(锌指蛋白SNAI1)通过等位基因特异性机制抑制LRP1表达，涉及SNAIL与疾病风险等位基因的相互作用。LRP1敲除减少诱导多能干细胞来源的平滑肌细胞增殖和迁移。富含胶原蛋白的细胞外基质和结缔组织发育的差异表达基因。LRP1敲除和rs11172113增强子的缺失显示，通过SMAD2/3的磷酸化增强，规范的TGF-β(转化生长因子β)信号增强。脱细胞提取物的蛋白质含量分析表明，部分细胞外基质重塑涉及CYR61(富含半胱氨酸的血管生成蛋白61)的分泌增加，cyr 61是一种已知的参与血管完整性的LRP1配体，TIMP3(金属蛋白酶抑制剂3)涉及细胞外基质维持，也已知与LRP1相互作用。
结论:
我们的发现支持内皮细胞间充质转化调节因子SNAIL对等位基因特异性LRP1表达的抑制。我们提出平滑肌细胞中LRP1表达的降低来重塑TGF-β增强的细胞外基质，这是血管疾病多效性位点的潜在机制。
