Smyd1在心脏发育过程中双向调控基因转录的表观遗传机制

Smyd1 结构独特，既含有与HMT活性相关的SET 结构域，又含有募集 HDAC 的MYND 结构域。它是心脏发育关键因子，但其作用机制迄今不明确。本研究小组利用 Smyd1 心脏特异性敲除（Smyd1Cko）鼠胚胎进行表达芯片谱分析，发现324 个已知基因表达下调，499个已知基因上调，其中包括许多心脏关键因子，如 Isl1和Anf。进一步实验证实，Smyd1选择性的结合到 Isl1及 Anf 的启动子区域，正向调节 Isl1,负向调节 Anf。在此基础上，本课题组提出"Smyd1通过正负双向表观遗传机制调控心脏发育"的假说。为证实这一假说，本课题设计利用Smyd1Cko 及胚胎干细胞模型，研究 Smyd1 独特的表观调控机制，阐明其在心脏发育和胚胎干细胞分化中所起的作用，为心血管系统的再生和修复工程提供理论基础和实践的方向。

Smyd1 结构独特，既含有与HMT 活性相关的SET 结构域，又含有募集 HDAC 的MYND 结构域。它是心脏发育关键因子，但其作用机制迄今不明确。本课题组提出"Smyd1 通过正负双向表观遗传机制调控心脏发育"的假说。为证实这一假说，本课题设计利用Smyd1Cko模型，研究 Smyd1 独特的表观调控机制。相比对照胚胎，Smyd1 Cko胚胎的第二生心区心肌细胞的增殖明显受限。利用 Smyd1 心脏特异性敲除（Smyd1Cko）鼠胚胎进行表达芯片谱分析，发现324 个已知基因表达下调，499 个已知基因上调，其中包括许多心脏关键因子，如 Isl1 和Anf。进一步实验证实，Smyd1 选择性的结合到 Isl1的启动子区域，调节H3K4me3的活性，正向调控Isl1。同时，协同因子Ash2l促进了Smyd1对Isl1的正性作用。此外，Smyd1还选择性的结合到Anf的启动子区域，负向调节 Anf。这些数据初步揭示了Smyd1在心脏发育中的作用机制，为后续研究中进一步阐明Smyd1在心血管系统发生中的工作原理提供了支持。