DOI: https://doi.org/10.1186/s12967-025-06338-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40098010
تاريخ النشر: 2025-03-17
المؤلف: Simona‐Adriana Manea وآخرون
الموضوع الرئيسي: الخلايا المناعية في السرطان
نظرة عامة
**نظرة عامة**
لقد تم الإشارة إلى عدم تنظيم ميثيل الهستون، وخاصة فيما يتعلق بالإنزيم SET7 ميثيل ترانسفيراز الليسين، في تعديل التعبير الجيني المتعلق بتصلب الشرايين، مما يؤثر على وظيفة الخلايا الوعائية والمناعية. تبحث هذه الدراسة في دور SET7 في زيادة تعبير أكسيد NADPH (Nox) وتعبير inflammasome NLRP3 في ظروف تصلب الشرايين. باستخدام عينات الأنسجة البشرية، والفئران التي تفتقر إلى بروتين الأبوليبوبروتين E (ApoE-/-)، والماكروفاجات البشرية، استخدم الباحثون تقنيات متنوعة بما في ذلك PCR في الوقت الحقيقي وWestern blot لتقييم تأثير تثبيط SET7 على تطور لويحات تصلب الشرايين.
تشير النتائج إلى أن مستويات mRNA و البروتين لـ SET7، جنبًا إلى جنب مع تعديلات H3K4me1، كانت مرتفعة بشكل ملحوظ في أنسجة تصلب الشرايين. في الفئران ApoE-/-، أدى تثبيط SET7 باستخدام (R)-PFI-2 إلى تقليل ملحوظ في تطور اللويحات وانخفاض تعبير الوحدات الحفازة Nox و NLRP3، بالإضافة إلى انخفاض انقسام pro-caspase-1 و pro-IL18. بالإضافة إلى ذلك، في الماكروفاجات البشرية M1 المسببة للالتهابات، قلل تثبيط SET7 من التعبير والإفراز للسايتوكينات الالتهابية الرئيسية. تشير هذه النتائج إلى أن SET7 يعمل كمركز تنظيمي حاسم لتعبير الجينات المؤكسدة والمسببة للالتهابات، مما يبرز إمكانيته كهدف علاجي في تصلب الشرايين.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الدور الحاسم للإجهاد التأكسدي في تطور وتقدم تصلب الشرايين، وخاصة من خلال الإفراط في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) بواسطة إنزيمات أكسيد NADPH (Nox). على الرغم من التقدم في فهم الآليات الجزيئية المعنية، لا تزال المسارات الدقيقة التي تؤدي إلى زيادة تكوين ROS في الاضطرابات القلبية الوعائية غير واضحة. تم تسليط الضوء على عائلة Nox، وخاصة Nox1 و Nox2 و Nox4 و Nox5، كمساهمين رئيسيين في توليد ROS، مع ظهور استهداف النشاط Nox كنهج علاجي محتمل لأمراض القلب والأوعية الدموية (CVD).
تؤكد الورقة على أهمية الآليات الوراثية، وخاصة تعديلات الهستون، في تنظيم تعبير Nox وبالتالي التأثير على تصلب الشرايين. من بين هذه، يُقترح أن ميثيل ترانسفيراز الليسين SET7 هو منظم رئيسي قد يعزز تعبير Nox ويعزز الإجهاد التأكسدي والالتهاب في تصلب الشرايين. يقدم المؤلفون أدلة على زيادة تنظيم SET7 في آفات تصلب الشرايين البشرية ودوره في زيادة تعبير Nox ونشاط inflammasome NLRP3 في الماكروفاجات المسببة للالتهابات. يقترحون أن استهداف النشاط الإنزيمي لـ SET7 يمكن أن يوفر استراتيجية علاجية جديدة لتخفيف الإجهاد التأكسدي والالتهاب في أمراض القلب والأوعية الدموية المرتبطة بتصلب الشرايين.
طرق البحث
في هذه الدراسة، استخدم المؤلفون خط خلايا THP-1 الأحادية البشرية للتحقيق في تمايز أحادية الدم إلى ماكروفاجات (Mac) وقطبية لاحقة إلى أنماط مسبب للالتهابات (M1) ومضادة للالتهابات (M2). تم تمايز خلايا THP-1 إلى ماكروفاجات راكدة (M0) عن طريق التعرض لـ 100 نانومتر من الفوربول-12-ميستيرات-13-أسيتات (PMA) لمدة 72 ساعة. من أجل القطبية، تم معالجة ماكروفاجات M0 إما بـ 100 نانوجرام/مل من الليببوليسكاريد (LPS) و 20 نانوجرام/مل من إنترفيرون غاما (IFNγ) لتحفيز نمط M1 أو بـ 20 نانوجرام/مل من إنترلوكين-4 (IL-4) و 20 نانوجرام/مل من IL-13 لنمط M2. تم عزل أحادية الدم من فئران C57BL6J وتم تمايزها وقطبيتها بشكل مشابه.
لاستكشاف دور إنزيم SET7 في الاستجابات النسخية المتعلقة بالإجهاد التأكسدي والالتهاب، تعرضت الدراسة ماكروفاجات M0 و M1 و M2 لعوامل القطبية مع أو بدون مثبطات SET7 (1 ميكرومتر (R)-PFI-2 أو 5 ميكرومتر سيني فونجين). بالإضافة إلى ذلك، تم معالجة الماكروفاجات البشرية بـ LDL منخفض الكثافة المؤكسد (oxLDL) في وجود أو عدم وجود مثبطات SET7. تم استخدام خطوط خلايا EA.hy926 و HEK293 كنظم تقريرية لاختبارات النقل المؤقت، مما يسهل تقييم النشاط النسخي استجابةً للظروف التجريبية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغير المستقل والنتائج المعتمدة، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى وجود أدلة قوية ضد الفرضية الصفرية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا في الظواهر الملاحظة، والتي تتماشى مع التوقعات النظرية الموضحة في المقدمة.
علاوة على ذلك، تكشف التحليلات أن حجم التأثير كبير، مما يشير إلى أهمية عملية بجانب الأهمية الإحصائية. توضح التمثيلات البيانية، مثل الرسوم البيانية المتناثرة والرسوم البيانية الشريطية، العلاقات والتباينات بين نقاط البيانات، مما يوفر تأكيدًا بصريًا للنتائج الرقمية. بشكل عام، تسهم هذه النتائج في فهم أعمق للموضوع المدروس وتبرز الآثار المترتبة على اتجاهات البحث المستقبلية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في التعبير والدور الوظيفي لإنزيم SET7 ميثيل ترانسفيراز الليسين في تصلب الشرايين باستخدام كل من عينات الأنسجة البشرية ونموذج الفأر. تم الحصول على عينات الأنسجة البشرية غير المصابة بتصلب الشرايين والمصابة بتصلب الشرايين بشكل أخلاقي من مرضى خضعوا لعملية إزالة الشريان السباتي، بينما تم استخدام الفئران الذكور ApoE-/- لنمذجة تصلب الشرايين من خلال نظام غذائي عالي الدهون. كشفت النتائج أن تعبير SET7 كان مرتفعًا بشكل ملحوظ في أنسجة تصلب الشرايين مقارنةً بالعينات غير المصابة بتصلب الشرايين، مع زيادة بمقدار 5.3 ضعف في mRNA وزيادة بمقدار 5 أضعاف في مستويات البروتين. كان هذا الارتفاع مرتبطًا بتعزيز تعديل الهستون (H3K4me1) وكان مرتبطًا بتغيرات شكلية في لويحات تصلب الشرايين، بما في ذلك تسلل الخلايا المناعية وتكوين الأوعية الجديدة.
أظهر تثبيط SET7 باستخدام (R)-PFI-2 تقليلًا في تطور آفات تصلب الشرايين في الفئران ApoE-/-، مما يشير إلى وجود صلة مباشرة بين نشاط SET7 وتقدم تصلب الشرايين. بالإضافة إلى ذلك، وُجد أن SET7 يتوسط زيادة تنظيم وحدات أكسيد NADPH (Nox) و inflammasome NLRP3 في كل من الماكروفاجات البشرية والفئران، مما يساهم في الإجهاد التأكسدي والالتهاب داخل آفات تصلب الشرايين. تبرز الدراسة SET7 كهدف علاجي محتمل لتخفيف الإجهاد التأكسدي والالتهاب في تصلب الشرايين، مما يبرز دوره في التنظيم النسخي للمسارات الالتهابية الرئيسية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12967-025-06338-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40098010
Publication Date: 2025-03-17
Author(s): Simona‐Adriana Manea et al.
Primary Topic: Immune cells in cancer
Overview
**Overview**
Dysregulation of histone methylation, particularly involving the enzyme SET7 lysine methyltransferase, has been implicated in the modulation of gene expression related to atherosclerosis, affecting vascular and immune cell function. This study investigates the role of SET7 in the up-regulation of NADPH oxidase (Nox) and NLRP3 inflammasome expression in atherosclerotic conditions. Using human tissue samples, apolipoprotein E-deficient (ApoE-/-) mice, and human macrophages, the researchers employed various techniques including real-time PCR and Western blotting to assess the impact of SET7 inhibition on atherosclerotic plaque development.
The findings indicate that SET7 mRNA and protein levels, along with H3K4me1 modifications, were significantly elevated in atherosclerotic tissues. In ApoE-/- mice, inhibition of SET7 with (R)-PFI-2 led to a marked reduction in plaque development and downregulation of Nox catalytic subunits and NLRP3 expression, as well as decreased cleavage of pro-caspase-1 and pro-IL18. Additionally, in polarized pro-inflammatory human M1 macrophages, SET7 inhibition reduced the expression and secretion of key inflammatory cytokines. These results suggest that SET7 serves as a critical regulatory hub for the transcription of pro-oxidant and pro-inflammatory genes, highlighting its potential as a therapeutic target in atherosclerosis.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the critical role of oxidative stress in the development and progression of atherosclerosis, particularly through the overproduction of reactive oxygen species (ROS) by NADPH oxidase (Nox) enzymes. Despite advancements in understanding the molecular mechanisms involved, the precise pathways leading to increased ROS formation in cardiovascular disorders remain unclear. The Nox family, particularly Nox1, Nox2, Nox4, and Nox5, are highlighted as significant contributors to ROS generation, with pharmacological targeting of Nox activity emerging as a potential therapeutic approach for cardiovascular disease (CVD).
The paper emphasizes the importance of epigenetic mechanisms, particularly histone modifications, in regulating Nox expression and consequently influencing atherogenesis. Among these, the lysine methyltransferase SET7 is proposed as a key regulator that may enhance Nox expression and promote oxidative stress and inflammation in atherosclerosis. The authors present evidence of SET7’s upregulation in human atherosclerotic lesions and its role in increasing Nox expression and NLRP3 inflammasome activity in pro-inflammatory macrophages. They suggest that targeting SET7 enzymatic activity could provide a novel therapeutic strategy to alleviate oxidative stress and inflammation in CVD associated with atherosclerosis.
Methods
In this study, the authors utilized the human THP-1 monocytic cell line to investigate monocyte differentiation into macrophages (Mac) and their subsequent polarization into pro-inflammatory (M1) and anti-inflammatory (M2) phenotypes. THP-1 cells were differentiated into resting macrophages (M0) by exposure to 100 nM phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) for 72 hours. For polarization, M0 macrophages were treated with either 100 ng/mL lipopolysaccharide (LPS) and 20 ng/mL interferon-gamma (IFNγ) to induce the M1 phenotype or with 20 ng/mL interleukin-4 (IL-4) and 20 ng/mL IL-13 for the M2 phenotype. Mouse monocytes were isolated from C57BL6J mice and similarly differentiated and polarized.
To explore the role of the SET7 enzyme in transcriptional responses related to oxidative stress and inflammation, the study exposed M0, M1, and M2 macrophages to polarization factors with or without SET7 inhibitors (1 µM (R)-PFI-2 or 5 µM sinefungin). Additionally, human macrophages were treated with oxidized low-density lipoprotein (oxLDL) in the presence or absence of SET7 inhibitors. The human EA.hy926 and HEK293 cell lines were employed as reporter systems for transient transfection assays, facilitating the assessment of transcriptional activity in response to the experimental conditions.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the independent variable and the dependent outcomes, with statistical tests yielding p-values less than 0.05, suggesting strong evidence against the null hypothesis. Additionally, the results demonstrate a clear trend in the observed phenomena, which aligns with the theoretical predictions outlined in the introduction.
Furthermore, the analysis reveals that the effect size is substantial, indicating practical significance in addition to statistical significance. Graphical representations, such as scatter plots and bar graphs, illustrate the relationships and variations among the data points, providing a visual confirmation of the numerical findings. Overall, these results contribute to a deeper understanding of the studied topic and highlight the implications for future research directions.
Discussion
In this study, the expression and functional role of SET7 lysine methyltransferase in atherosclerosis were investigated using both human tissue specimens and a mouse model. Human non-atherosclerotic and atherosclerotic tissue samples were ethically obtained from patients undergoing carotid endarterectomy, while male ApoE-/- mice were utilized to model atherosclerosis through a high-fat diet. The findings revealed that SET7 expression was significantly upregulated in atherosclerotic tissues compared to non-atherosclerotic controls, with a 5.3-fold increase in mRNA and a 5-fold increase in protein levels. This upregulation correlated with enhanced histone modification (H3K4me1) and was associated with morphological changes in atherosclerotic plaques, including immune cell infiltration and neovascularization.
Pharmacological inhibition of SET7 using (R)-PFI-2 demonstrated a reduction in atherosclerotic lesion development in ApoE-/- mice, suggesting a direct link between SET7 activity and atherosclerosis progression. Additionally, SET7 was found to mediate the upregulation of NADPH oxidase (Nox) subunits and the NLRP3 inflammasome in both mouse and human macrophages, contributing to oxidative stress and inflammation within atherosclerotic lesions. The study highlights SET7 as a potential therapeutic target for mitigating oxidative stress and inflammation in atherosclerosis, emphasizing its role in the transcriptional regulation of key inflammatory pathways.