骨关节炎(OA)是一种与年龄相关的以关节软骨退变为特征的疾病。OA很大程度上可遗传，基因筛选已确定单核苷酸多态性(SNP)标记基因组风险位点。其中一个位点是TGFB1下游的G>A SNP rs75621460。该基因编码转化生长因子β1，其正确表达对维持软骨至关重要。该研究探索rs75621460的调节活性，以表征其在OA患者样本(n = 319)和Tc28a2永生化软骨细胞中TGFB1表达的影响。

      对OA患者的关节软骨样本进行基因分型，DNA甲基化水平采用焦磷酸测序进行量化。使用报告基因和电泳迁移变动分析来确定核蛋白结合到该区域的差异。DNA甲基化对TGFB1表达的影响使用靶向表观基因组编辑进行分析。

     分析表明SNP rs75621460位于TGFB1增强子区域内，OA风险等位基因A改变了转录因子结合，降低增强子活性。采用CRISPR/Cas9敲除掉包括rs75621460在内的84 bp证明TGFB1是该SNP的靶基因。与A结合的蛋白质复合物（但不是 G) 在侧翼CG二核苷酸处诱导DNA甲基化。患者DNA甲基化水平和TGFB1表达之间观察到强相关性，在软骨和滑膜中具有相反的影响。这证明了SNP在关节不同组织内的影响具有生物学多效性。通过DNMT3a-dCas9融合蛋白编辑CpG位点的DNA甲基化水平，发现3/6 CpG位点甲基化后影响下游20-43 bp的蛋白结合活性从而使TGFB1水平显著降低。

     结论：OA风险SNP rs75621460通过调节增强子功能影响TGFB1表达。研究者提出一种SNP影响增强子功能的机制，提供了OA遗传风险的一种生物学见解，可能有助于未来药物疗法的发展。

 

原始出处：

Rice SJ, Roberts JB, Tselepi M, Brumwell A, Falk J, Steven C, Loughlin J. Genetic and Epigenetic Fine-Tuning of TGFB1 Expression Within the Human Osteoarthritic Joint. Arthritis Rheumatol. 2021 Oct;73(10):1866-1877. doi: 10.1002/art.41736. Epub 2021 Aug 12. PMID: 33760378.