先天性心脏病相关的肺动脉高压：一项组学研究

与先天性心脏病相关的肺动脉高压 (PAH-CHD) 是一种具有不确定生理过程的严重进行性疾病。 因此，阐明分子修饰的具体机制变得越来越重要，这对于确定更多治疗策略至关重要。 随着高通量测序技术的快速发展，组学技术为系统生物学提供了海量实验数据和先进技术，可以全面评估疾病的发生和发展。 近年来，PAH-CHD的研究和组学研究取得了重大进展。 为了全面描述 PAH-CHD 并促进进一步深入研究，本文试图总结基因组学、转录组学、表观基因组学、蛋白质组学、代谢组学和多组学整合的最新进展。

基因组学与 PAH-CHD；
基因组学是对生物体全部遗传内容的研究，包括基因、序列、比对和结构；因此，它可以为从最基本的生命 DNA 代码开始研究生物学问题提供前景。由于速度更快、产出成本比更高的高通量测序技术的兴起，基因组测序技术目前广泛应用于研究实验室 。

转录组学和 PAH-CHD；
通过转录组学和下一代测序检测在特定生理和病理状态下表达的基因，可以详细了解细胞表型。PAH-CHD 的转录组学研究涉及分析给定细胞或组织类型中所有类型的 RNA 转录本（例如，信使 RNA [mRNA]、非编码 RNA [ncRNA]、微小 RNA [miRNA]）的表达。与本质上是静态的基因组不同，转录组会随着时间的推移而变化，以响应细胞、环境和发育刺激。

表观基因组学与 PAH-CHD；
表观基因组学是一种在不改变 DNA 序列的情况下改变基因表达的组学方法，新兴的表观遗传学工具可用于预防、诊断和治疗标记。表观遗传机制包括 DNA 甲基化和组蛋白修饰。基于下一代测序的高通量基因组技术现在允许对 RNA 和物种进行精确量化和分析，允许对表观遗传或调控机制进行全基因组研究，包括脱氧核糖核酸甲基化、组蛋白甲基化、乙酰化和转录因子结合。表观基因组学研究在揭示疾病相关表观遗传标记方面发挥了不可或缺的作用，现已应用于各种癌症的研究、肺部疾病和心血管疾病 。目前关于PAH的表观基因组方面的报道相对较少，尤其是PAH-CHD的表观基因组研究尚未见报道。梅洛切等人通过证明 BRD4 在 PAH 中作为共激活因子促进导致细胞周期的基因转录，首次揭示了表观遗传阅读器BRD4 在 PAH 的生理病理学中的关键作用进展。另一项研究发现，PAH 患者冠状动脉中 BRD4 表达的增加有助于血管重塑和合并症的发展 。陈等报道，线粒体动态蛋白 49 (MiD49) 和 MiD51 的表观遗传上调增加了有丝分裂，从而驱动病理增殖和对细胞凋亡的抵抗，从而促进 PAH。

代谢组学和 PAH-CHD；
代谢组学表征样品或基质中存在的代谢物，包括氨基酸、脂肪酸、碳水化合物和生物体液、细胞和组织中代谢过程产生的其他化合物。它传统上被用于识别用于疾病诊断和预测的生物标志物。随着对肺血管疾病的更好理解，代谢异常已被确定为 PAH 发展和进展的重要因素。

蛋白质组学和 PAH-CHD
蛋白质组学是在基因组学的基础上独立发展起来的一门学科，用于表征一个完整的生物体（或细胞）在特定时间和特定空间内表达的所有蛋白质的表达水平、翻译后修饰、蛋白质-蛋白质相互作用等特征，旨在尽可能准确地描述它们。蛋白质组学还可以表征细胞、组织或生物流体中的整套蛋白质及其亚型，以便在蛋白质水平上全面了解与生物体生理学和病理学相关的过程。 转录调控、选择性剪接、RNA 编辑和蛋白质执行等复杂过程发生在基因表达过程中，因此蛋白质水平的测量比原始转录组数据更适合检测临床表型。事实上，随着高通量质谱 (MS) 和分析软件的发展，蛋白质组学已成为基因组方法的重要补充。蛋白质组学技术应用于PAH-CHD领域可以为早期诊断提供新的特异性标志物，同时检测和监测疾病进展和预后，为PAH-CHD的发病机制提供新的线索。因此，PAH-CHD蛋白质组学研究具有不可替代的临床意义和应用前景。

在 PAH-CHD 中整合组学
网络医学利用计算生物学工具整合多组学大数据，有望改善复杂疾病的诊断、预后和治疗，目前已成功应用于PH、冠心病、糖尿病、慢性肺病和医学发展。 随着多组学数据的整合，更多的生物过程、疾病类型和定制治疗的关键机制将被识别。

结论和未来方向
PAH-CHD的发展过程复杂，涉及多种信号通路和分子机制，血清生物标志物的筛选、诊断方案的组合以及个体化的精准治疗策略等方面仍有待进一步研究。 基因组学、表观遗传学、转录组学、代谢组学和蛋白质组学等组学的最新应用提高了对 PAH-CHD 发病机制的理解。 特别是蛋白质组学为PAH-CHD的诊断、治疗和预后提供了新的视角。 然而，关于PAH-CHD表观基因组学和代谢组学的研究还很少，尤其是前者，在未来的研究中应该给予更多的关注。

参考文献：

Zhao M, Liu J, Xin M, Yang K, Huang H, Zhang W, Zhang J, He S. Pulmonary arterial hypertension associated with congenital heart disease: An omics study. Front Cardiovasc Med. 2023 Mar 10;10:1037357. doi: 10.3389/fcvm.2023.1037357. PMID: 36970344; PMCID: PMC10036813.