[交大智慧]张冰课题组揭示VEGF通过ETS1乙酰化促进转录及血管新生的新机制

2017年8月29日，国际著名学术期刊Nature Communication在线发表了上海交通大学系统生物医学研究院张冰研究员课题组成果，“VEGF amplifies transcription through ETS1 acetylation to enable angiogenesis”。该研究揭示了VEGF通过内皮细胞关键转录因子ETS1乙酰化调控RNAPII的停滞-释放,促进血管新生这一新机制，这是第一次系统阐述了RNAPII 停滞释放在血管新生过程中的重要作用。  

血管新生（Angiogenesis）是指从已有血管网形成新生血管的过程，在哺乳动物器官发育、组织修复和再生过程中发挥关键作用，而且与多个高发疾病如心梗、休克、肿瘤以及视网膜病变的发生和发展关系密切。血管新生主要受到血管内皮的VEGF （vascular endothelial growth factor）的调控。张冰课题组研究血管新生的核内调控机制多年并与美国哈佛大学医学院William T. Pu课题组合作于2016年在Genome Biology发表文章报道了VEGF可以通过促进RNAPII的停滞释放（RNAPII Pausing Release）调节下游基因的转录。然而具体是什么机制将VEGF的细胞外信号传递到染色体上继而调节RNAPII的转录功能还不清楚。  

ETS1 是血管内皮中起主要转录作用的ETS转录因子家族成员之一， 能重新激活沉寂血管内皮细胞进入血管新生状态。课题组发现VEGF可以通过ERK磷酸化ETS1，招募乙酰化转移酶CBP乙酰化ETS1，进而增强ETS1和BRD4结合，促进RNAPII的转录活性。这个信号传递通路对于早期基因的激活具有重要的作用。课题组同时还发现VEGF在刺激的晚期增强ETS1与染色体DNA的结合，而这种增多的染色体ETS1则对于VEGF下游晚期基因的开放发挥着重要作用。阐明上述机制为环境刺激因素可以直接影响和控制RNAPII这个核心转录分子机器提供有力证据。  

该项研究还进一步阐明VEGF促进的RNAPII转录停滞释放对于血管内皮的增殖、迁移以及缺氧诱导的视网膜血管过度增生都有重要的调节作用，阻断ETS1-BRD4相互作用以及RNAPII停滞释放显著降低了血管新生的能力。这也是第一次系统阐述了RNAPII 停滞释放在血管新生过程中的重要作用，从而为血管新生机制研究以及临床治疗提供新的研究方向。  

该文以张冰课题组的硕士研究生陈嘉焕、助理研究员傅怡和哈佛医学院的Daniel S. Day为共同第一作者，哈佛医学院的William T. Pu和张冰研究员为共同通讯作者，上海交通大学系统生物医学研究院为第一作者单位。该项目得到国家自然科学基金、“青年千人”计划和美国心脏病协会 Scientist Development Grant的经费支持。  

论文链接:  

http://www.nature.com/articles/s41467-017-00405-x