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酰基辅酶A：胆固醇酰基转移酶(ACAT)是细胞内唯一以游离胆固醇为底物合成胆固醇酯的酶，是细胞内胆固醇代谢平衡调控的关键酶。细胞内ACAT活性与许多重大疾病如动脉粥样硬化(AS)早期病变泡沫细胞形成和老年痴呆症(AD)直接相关。因此，国际上普遍认为ACAT及其功能作用过程是重要的药靶系统。迄今发现，存在两种ACAT家族基因，分别编码ACAT1和ACAT2。已有的研究揭示，ACAT2基因的表达具有组织特异性和肠细胞分化依赖性，在肠细胞中转录因子Cdx2、HNF1α协同增强ACAT2基因表达。在这些研究的基础上，论文工作着重对人ACAT2基因表达的表观遗传调控与相关功能进行了深入探索研究，主要有两部分工作。
1．人肝癌高表达ACAT2的表观遗传调控与相关功能
本章工作研究揭示了人肝癌高表达ACAT2的表观遗传调控机制。在人正常肝细胞系和成人肝组织中，ACAT2基因的表达几乎检测不到，相应的ACAT2基因启动子区域的CpG位点处于高甲基化状态；而在肝癌细胞株中ACAT2基因高表达，相应的ACAT2基因启动子区域的CpG位点处于低甲基化或非甲基化状态；在分化程度较低的肝癌病人的癌组织中ACAT2基因明显高表达，同时ACAT2基因启动子区域的CpG位点与相应的癌旁组织相比发生了明显的去甲基化。利用去甲基化试剂(5-aza-dC)和外源转染高表达两个转录因子Cdx2和HNFI1α，可以诱导正常肝细胞系QSG-7701和Chang liver细胞中的ACAT2基因表达，而体外甲基化可以显著地抑制ACAT2基因启动子引导的报告基因活性。进一步，对CpG去甲基化介导的人ACAT2基因高表达的分子机制进行深入研究表明，启动子区域CpG位点的去甲基化使ACAT2基因启动子区域的染色质状态处于开放状态和组蛋白修饰状态发生改变，促进两个转录因子Cdx2和HNFl与启动子区域的结合，进而激活ACAT2基因的转录。深入的工作中利用人肝癌和癌旁组织对固醇类代谢相关基因及肝组织固醇水平进行检测分析。结果显示，与相应的癌旁组织相比，肝癌组织中胆固醇的外排和降解代谢途径相关的基因表达均显著地下调，肝组织总胆固醇水平则相应地上升；而氧化型胆固醇代谢相关基因中只有ACAT2基因在人肝癌组织出现高表达。进一步，选用了与肝癌组织中胆固醇代谢相关基因表达水平接近的肝癌细胞株Huh7细胞作为细胞模型进行研究，利用制备的含高量氧化型胆固醇的脂牛血清HDL(osfHDL)培养细胞，发现ACAT2的高表达与细胞增殖具有相关性，并且这种相关性依赖于细胞内氧化型胆固醇量的累积。这些前沿性研究结果提示，肝癌组织细胞可能通过去甲基化高表达ACAT2，以降低氧化型胆固醇水平来确保自身快速的增殖。
2．人单核/巨噬细胞低表达ACAT2的表观遗传调控与相关功能
已有的工作发现不同组织来源的人细胞中ACAT2基因启动子区域具有细胞特异的CpG甲基化状态，与相应细胞内该基因的表达、沉默或低表达完全一致。深入研究发现，人单核/巨噬细胞中ACAT2基因启动子区域含有7-CpG低甲基化的特征性CpG甲基化谱式，且该类细胞ACAT2基因处于低表达。进而，在人单核/巨噬细胞ACAT2基因启动子7-CpG低甲基化区域内，鉴定出两个C/EBP顺式元件和一个转录抑制区；通过内源RNAi和ChIP实验证实，在THP-1细胞中转录因子C/EBPα、C/EBPβ和C/EBPε，通过结合到ACAT2基因启动子上的特征性7-CpG低甲基化区域而激活ACAT2基因低水平表达。进一步，利用THP-1细胞来源的巨噬细胞进行胆固醇代谢相关的研究，发现细胞内胆固醇的变化可引起ACAT2基因启动子区域发生新生甲基化(de novo methylation)和去甲基化(demethylation)而改变了特征性的甲基化谱式。而利用非高血脂冠心病病人来源巨噬细胞的分析中，也均观察到ACAT2基因启动子区域内特征性甲基化谱式发生变化的现象，提示人单核/巨噬细胞ACAT2基因启动子区域内特征性CpG甲基化谱式很可能具有重要的生物学功能。这些结果将促进深入研究人巨噬细胞ACAT2低表达的表观遗传调控、固醇类转运与泡沫细胞形成等之间的关系。
综上所述，论文工作研究了人ACAT2表达的表观遗传调控，发现肝癌组织细胞高表达和单核/巨噬细胞低表达ACAT2，揭示了对应的表观遗传调控机制并对相关的功能进行了探索。这些研究结果，为深入阐明人组织细胞通过表观遗传调控ACAT2表达的相关功能机制、为研究胆固醇代谢平衡过程的生理功能、病理变化等提供了非常重要基础。