Biomechanical cues dynamically control major cellular processes but whether genetic variants actively participate in mechano-sensing mechanisms remains unexplored. Vascular homeostasis is tightly regulated by hemodynamics. Exposure to disturbed blood flow at arterial sites of branching and bifurcation causes constitutive activation of vascular endothelium contributing to atherosclerosis, the major cause of coronary artery disease (CAD) and ischemic stroke (IS). Conversely, unidirectional flow promotes quiescent endothelium. Genome-wide association studies have identified chromosome 1p32.2 as one of the most strongly associated loci with CAD/IS; however, the causal mechanism related to this locus remains unknown. Employing statistical analyses, ATAC-seq, and H3K27ac/H3K4me2 ChIP-Seq in human aortic endothelium (HAEC), our results demonstrate that rs17114036, a common noncoding polymorphism at the 1p32.2, is located in an endothelial enhancer dynamically regulated by hemodynamics. CRISPR/Cas9-based genome editing shows that rs17114036-containing region promotes endothelial quiescence under unidirectional flow by regulating phospholipid phosphatase 3 (PLPP3). Chromatin accessibility quantitative trait locus mapping using HAECs from 56 donors, allelic imbalance assay from 7 donors, and luciferase assays further demonstrate that CAD/IS protective allele at rs17114036 in PLPP3 intron 5 confers an increased endothelial enhancer activity. ChIPPCR and luciferase assays show that CAD/IS protective allele at rs17114036 creates a binding site for transcription factor Kruppel-like factor 2, which increases the enhancer activity under unidirectional flow. These results demonstrate for the first time that a human single-nucleotide polymorphism contributes to critical endothelial mechanotransduction mechanisms and suggest that human haplotypes and related cisregulatory elements provide a previously unappreciated layer of regulatory control in cellular mechano-sensing mechanisms.

Recent studies have indicated that HOTTIP and MEG3 are associated with the initiation and progression of various types of tumors, including nasopharyngeal carcinoma (NPC). This investigation aimed to elucidate the impact of HOTTIP and MEG3 polymorphisms on the susceptibility and clinicopathologic characteristics of NPC.

Abstract Genome-wide association studies (GWAS) have suggested new molecular mechanisms in vascular cells driving atherosclerotic diseases such as coronary artery disease (CAD) and ischemic stroke (IS). Nevertheless, a major challenge to develop new therapeutic approaches is to spatiotemporally manipulate these GWAS-identified genes in specific vascular tissues in vivo . YAP (Yes-associated protein) and TAZ (transcriptional coactivator with PDZ-binding motif) have merged as critical transcriptional regulators in cells responding to biomechanical stimuli, such as in athero-susceptible endothelial cells activated by disturbed flow (DF). The molecular mechanisms by which DF activates while unidirectional flow (UF) inactivates YAP/TAZ remain incompletely understood. Recent studies demonstrated that DF and genetic predisposition (risk allele) of CAD/IS locus 1p32.2 converge to reduce phospholipid phosphatase 3 ( PLPP3 ) expression in vascular endothelium. Restoration of endothelial PLPP3 in vivo , although remains challenging and unexplored, is hypothesized to reduce atherosclerosis. We devised a nanomedicine system integrating nanoparticles and Cdh5 promoter-driven plasmids to successfully restore PLPP3 expression in activated endothelium, resulting in suppressed YAP/TAZ activity and reduced DF-induced atherosclerosis in mice. Mechanistically, our studies discovered a molecular paradigm by which CAD/IS GWAS gene PLPP3 inactivates YAP/TAZ by reducing lysophosphatidic acid (LPA)-induced myosin II and ROCK in endothelium under UF. These results highlight a new mechanistic link between GWAS and YAP/TAZ mechano-regulation and moreover, establish a proof of concept of vascular wall-based therapies employing targeted nanomedicine to manipulate CAD/IS GWAS genes in vivo .