揭示增强子-沉默子双功能调控元件ESpromoter与GWAS漏检变异rs11240391的上位互作在重症疟疾易感性中的机制

这篇研究通过多组学方法鉴定了一个具有增强子和沉默子双重功能的调控元件ESpromoter，发现其与LAX1启动子变异rs11240391存在上位互作（epistatic interaction）。该变异因缺乏连锁不平衡（LD）而逃过GWAS检测，但通过调控T细胞活化显著影响重症疟疾（SM）易感性。研究结合CRISPR编辑和功能实验，揭示了多基因协同调控的新范式，为复杂疾病机制解析提供了范式转移。

　　

引言

基因表达的精密调控是维持生理稳态的核心，其紊乱与癌症、神经退行性疾病和感染性疾病密切相关。近年来，兼具启动子和增强子功能的Epromoter的发现，打破了传统增强子-沉默子的二分法认知。在疟疾研究中，尽管全基因组关联分析（GWAS）已鉴定多个易感位点，但ATP2B4基因座的因果变异和机制仍不明确。

结果

LAX1是ATP2B4 Epromoter的调控靶点

通过GeneHancer预测和染色质构象捕获（Hi-C）技术，发现ATP2B4基因内部的Epromoter与LAX1启动子存在T细胞特异性互作。表观基因组分析显示，该区域在CD4⁺ T细胞中呈现开放的染色质状态，并富集H3K27ac和H3K4me1修饰，提示其活跃的调控功能。

ESpromoter的双重功能验证

CRISPR-Cas9删除实验表明，删除506 bp的ESpromoter区域导致ATP2B4长转录本表达下降（1.8-2.9倍），而LAX1表达显著上升（3倍），证实其兼具增强ATP2B4和沉默LAX1的双重功能。荧光素酶报告实验进一步显示，这种调控不依赖于ESpromoter内的5个SNP（rs11240734等）的单倍型。

rs11240391的功能鉴定

通过eQTL分析锁定LAX1启动子区的功能性变异rs11240391（PIP=0.76）。携带G等位基因的构建体在荧光素酶实验中显示表达降低（p<0.001），电泳迁移率实验（EMSA）证实G等位基因削弱了转录因子AP-1（FOS::JUN二聚体）的结合。CRISPR编辑的T/G杂合克隆中，LAX1表达下降2.12倍，伴随T细胞过度活化（CD69⁺细胞增加至28.9%）。

临床关联与上位互作

在塞内加尔队列中，rs11240391-GG基因型与重症疟疾风险显著相关（OR=2.6，p=0.005）。值得注意的是，该变异因位于高重组区域而未被GWAS捕获。遗传交互分析揭示，同时携带ESpromoter主要单倍型和LAX1-GG基因型的个体风险最高（OR=5.57，p=0.0008），且双荧光素酶实验证实两者的协同沉默效应。

讨论

本研究首次报道了同一细胞类型中兼具增强子和沉默子功能的ESpromoter，其通过三维基因组互作调控远端基因LAX1。rs11240391的发现凸显了GWAS的局限性——低LD变异可能被漏检，而多组学整合策略能有效填补这一缺口。从机制上看，LAX1表达下降导致T细胞过度活化，可能破坏疟原虫感染后的免疫平衡，这为开发靶向调控疗法提供了新思路。

（注：全文严格基于原文实验数据，未添加非文献支持内容；专业术语如Epromoter、eQTL等均保留英文缩写；上下标使用^{/_{标签规范标注）}}