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研究发现免疫信号转导通路新机制:表观遗传因子MLL1选择性调控NF-κB下游基因激活

2013-01-16 11:12 万纹 生物通 阅读 0
核心摘要: 武汉大学与华中科技大学的研究人员发现免疫信号转导通路新机制:表观遗传因子MLL1通过与NF-κB分子相互作用,选择性调控下游基因激活。该发现将表观遗传学与信号转导联系起来,对免疫研究和白血病治疗具有重要意义。研究还概述了表观遗传学在临床中的应用进展,如MGMT和GSTP1甲基化检测在肿瘤预测中的作用。

来自武汉大学生命科学学院与华中科技大学的研究人员合作,揭示了免疫信号转导通路中的一种新机制:表观遗传因子MLL1通过与NF-κB分子相互作用,选择性调控特定基因的激活,从而成为信号转导通路下游的重要调节因素。这一发现将表观遗传学与下游基因调控紧密联系起来,对免疫系统研究及白血病治疗具有重要意义。相关成果发表于国际著名细胞生物学研究杂志《Journal of Cell Science》。

文章的通讯作者是武汉大学生命科学学院吴旻教授和李联运副教授,第一作者为王翔和朱坤。吴旻教授是武汉大学2009年引进的青年人才,回国后已申请到2项国家自然科学基金并参与973项目研究课题,近两年发表了三篇SCI论文。

表观遗传学主要研究染色质上的蛋白质和共价修饰在生命活动中的功能。MLL1(Myeloid/lymphoid or Mixed-lineage Leukemia 1)是催化组蛋白H3第四位赖氨酸(H3K4)甲基化的酶,其突变可导致白血病发生。NF-κB信号通路的激活在免疫系统发育、拮抗细胞凋亡和白血病发生等过程中起关键作用。

在这项研究中,研究人员发现MLL1与NF-κB分子之间存在相互作用。上游信号刺激后,NF-κB被激活并转运至细胞核,同时与之相互作用的MLL1蛋白也被带到靶基因上。随后,MLL1通过影响NF-κB信号通路下游靶基因启动子上的H3K4甲基化水平,选择性调控NF-κB下游基因的激活。

这一发现表明,MLL1的突变可能通过影响NF-κB信号通路的激活而导致白血病发生。此外,研究证明在哺乳动物细胞中,组蛋白修饰及其修饰酶通过与特定信号通路的效应分子相互作用,调节下游基因的激活,提示表观遗传因子选择性调控特定基因的激活是信号转导通路下游的重要调节因素之一。

表观遗传学近年来受到科学家的密切关注,这一研究遗传序列上化学改变及调控蛋白的学科不仅在基础研究中,也在临床上得到越来越多应用。然而,过去十年中,表观遗传学在解决临床问题方面仍面临挑战。

近期,Bellvitge生物医学研究协会的研究人员发表了一篇题为“DNA methylation profiling in the clinic: applications and challenges”的综述文章,概述了表观遗传学研究在临床应用中的最新进展,强调该领域研究将有助于预测肿瘤的行为和弱点。

研究报告指出,过去十年中,基于MGMT和GSTP1两个基因甲基化的检测,已证明这些表观遗传修饰在预测脑癌对替莫唑胺药物的敏感性以及区分前列腺癌与良性增生方面发挥了关键作用。

近五十年来,将新生儿血样点在滤纸上进行疾病筛查(Guthrie卡)已成为常规步骤。自2000年以来,美国超过90%的新生儿建立了各自的Guthrie卡。研究人员从Guthrie卡中纯化基因组DNA并进行DNA甲基化谱分析,证实从Guthrie卡样品中可获得与新鲜样品相当的高质量甲基化数据。

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