遗传综合征与基因治疗杂志
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PARP1 与 FSHD 成肌细胞中 DUX4 基因启动子区的相互作用存在差异

Vishakha Sharma、Sachchida Nand Pandey、Hunain Khawaja、Kristy J Brown、Yetrib Hathout 和 Yi-Wen Chen

目的：本研究的目的是鉴定与双同源框蛋白 4 (DUX4) 基因启动子区域相互作用的蛋白质，已知该基因是常染色体显性遗传疾病面肩肱型肌营养不良症 (FSHD) 的致病原因。方法：我们进行了 DNA Pull Down 测定并结合质谱分析来鉴定与横纹肌肉瘤 (RD) 细胞中的 DUX4 启动子探针相互作用的蛋白质。我们从质谱数据中选择了排名最高的蛋白质聚（ADP-核糖）聚合酶 1 (PARP1)，以使用患者的成肌细胞进行进一步的 ChIP-qPCR 验证。然后，我们用 PARP1 抑制剂处理 FSHD 成肌细胞，以研究 PARP1 在 FSHD 成肌细胞中的作用。结果：在我们的质谱分析中，发现 PARP1 是优先与 RD 细胞中的 DUX4 启动子探针相互作用的排名最高的蛋白质。我们通过 RD 细胞中的免疫印迹（与对照探针拉下的蛋白质相比富集 2 倍，p<0.05）和患者成肌细胞中的 ChIP-qPCR（富集 65 倍，p<0.01）进一步验证了这种相互作用。仅在 FSHD 成肌细胞中观察到相互作用，但在对照成肌细胞中未观察到。在用 PARP1 抑制剂进一步处理 FSHD 成肌细胞后，我们发现用 PARP1 抑制剂 3-氨基苯甲酰胺 (0.5 mM) 处理 24 小时可抑制 DUX4（2.6 倍，p<0.05）和 ZSCAN4（之前显示的基因）在 FSHD 成肌细胞中，DUX4 上调（1.6 倍，p<0.01）。用非瑟酮（0.5 mM）（一种具有 PARP1 抑制特性的多酚化合物）处理 24 小时也抑制了 FSHD 成肌细胞中 DUX4（44.8 倍，p<0.01）和 ZSCAN4（2.2 倍，p<0.05）的表达。我们进一步通过免疫印迹（2倍，p<0.01）和永生化FSHD成肌细胞（42倍，p<0.01）显示，DNA甲基转移酶1（DNMT1）（一种受PARP1调节的基因）也在RD细胞的DUX4启动子处富集。但不能通过 ChIP qPCR 控制成肌细胞。结论：我们的结果表明，PARP1 和 DNMT1 与 DUX4 启动子相互作用，可能参与调节 FSHD 中的 DUX4 表达。