多囊卵巢综合征（PCOS）是一种以优势卵泡形成受阻、雄激素过多和胰岛素抵抗为特征的代谢紊乱疾病。研究表明PCOS影响全球5-20%的19-45岁育龄期妇女，在无排卵性不孕女性中的比例高达80%，是引起女性不孕的最常见因素之一。
内分泌紊乱和雄激素受体（AR）持续活化是导致卵巢纤维化和PCOS的重要病理诱因。研究表明表观遗传异常修饰尤其是蛋白乙酰化对AR转录活性和PCOS的发生发展有举足轻重的影响。尽管过去众多研究对组蛋白乙酰化酶和去乙酰化酶调控AR表达有了较多的认识，但对乙酰化“阅读”蛋白BRD4在卵巢纤维化和PCOS中的作用了解甚少。
必赢76net线路王勇教授、曹望森教授和附属鼓楼医院陶高见主任等研究人员通过皮下注射高雄激素和高脂喂养分别构建高雄型和胰岛素抵抗型PCOS模型，发现PCOS模型鼠卵巢AR过度活化伴有BRD4和缺氧诱导因子HIF-1a表达异常升高，纤维化指标显著增加。生物信息学分析显示AR启动子含有高度保守并与HIF-1a重叠的BRD4结合位点。在卵巢原代颗粒细胞（GC）和人卵巢颗粒细胞癌细胞（KGN）体外PCOS细胞模型中使用JQ1抑制BRD4表达能够逆转AR和HIF-1a高表达，并改善了纤维化指标，提示BRD4异常升高可能是AR过度活化导致PCOS卵巢纤维化的关键调控环节。
为了探究BRD4上调的可能机制，研究人员利用JASPAR软件分析BRD4启动子区，发现了促纤维化基因转录因子Smad2的潜在结合位点（-1529/GTGTCTGGTC）。对DHT和TGF-β1诱导的GC和KGN体外纤维化细胞模型使用LY2109761抑制Smad2活化后，BRD4和AR均显著下调。进一步蛋白结合实验coIP和染色质免疫共沉淀PCR（ChIP）实验表明磷酸化的Smad2和Smad3（p-Smad2/3）结合后聚集在BRD4启动子区，并且LY2109761抑制p-Smad2可减少其结合。以上结果说明TGF-β/Smad通路上调BRD4转录。
为了进一步探究BRD4上调与AR活化及卵巢纤维化的关系，研究人员分别对高雄型和胰岛素抵抗型PCOS模型鼠给予BRD4选择性抑制剂JQ1。结果发现，JQ1可以有效纠正两种PCOS模型鼠卵巢中BRD4、AR和纤维化因子异常表达，并逆转卵巢纤维化。体外GC/KGN细胞实验结果也证实了JQ1的抗纤维化作用。接着研究人员通过coIP和ChIP实验证实BRD4在PCOS模型卵巢和卵巢颗粒细胞中能诱导性与HIF-1a结合，并聚集到AR启动子；而JQ1抑制BRD4可减少其结合，逆转AR高表达。此外，研究人员构建了AR启动子荧光素酶报告质粒（AR-luc）以及针对BRD4（BmuAR-luc）和HIF-1a（HmuAR-luc）结合位点的突变报告质粒，结果显示过表达BRD4显著增加了AR转录，但对突变报告质粒BmuAR-luc和HmuAR-luc的转录并没有明显的促进作用。JQ1和HIF-1a选择性抑制剂PX-478均可有效抑制AR转录活化，提示BRD4促进AR转录活化形成了PCOS卵巢纤维化的重要表观遗传调控旁路。
为了进一步证明AR是BRD4促进PCOS卵巢纤维化的关键靶点，研究人员在PCOS模型鼠体内用激动剂持续激活AR，同时给予JQ1抑制BRD4表达，结果发现JQ1的抗卵巢纤维化的作用明显下降。
综上，TGF-β/Smad2/3信号通路异常引起的BRD4上调及其随后引发的AR转录活化构成了一个重要的表观遗传调控网络，促进了PCOS卵巢纤维化。通过抑制BRD4使AR失活为治疗PCOS卵巢纤维化提供了新的见解。
2023年9月4日，必赢76net线路王勇教授、曹望森教授团队在Cell Reports杂志发表了题为“Bromodomain-containing protein 4 activates androgen receptor transcription and promotes ovarian fibrosis in PCOS”的论文，该研究揭示了乙酰化“阅读”蛋白BRD4促进AR转录活化是PCOS卵巢纤维化的重要表观遗传学旁路。必赢76net线路王勇教授、曹望森教授和附属鼓楼医院陶高见主任为本论文的共同通讯作者，必赢76net线路博士研究生王道娟为本论文的第一作者。本研究得到了国家自然科学基金（#82201795，81971346）的资助。王道娟博士为本研究的第一作者。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.113090