一项发表于《自然·神经科学》的研究资源论文通过对成人中枢神经系统不同区域进行单核表观基因组分析,包括染色质可及性以及组蛋白修饰H3K27me3和H3K27ac,揭示了一个推定的SOX10增强子以及脊髓来源的少突胶质细胞和星形胶质细胞(而非小胶质细胞)中HOX基因座的预启染色质特征。成人少突胶质细胞中的这些特征类似于发育谱,但与稳健的基因表达解耦。此外,研究利用高分辨率Micro-C技术显示,诱导多能干细胞来源的人少突胶质细胞表现出与成人少突胶质细胞中预启染色质相容的HOX染色质结构,不仅与少突胶质细胞发育结构非常相似,也与高级别脑桥胶质瘤相似。因此,成人少突胶质细胞中来自发育状态的表观遗传记忆不仅使它们在再生过程中能够迅速转录Hox家族基因,也使它们易受胶质瘤发生的影响。
研究背景与意义
成人中枢神经系统中的神经细胞表现出广泛的转录异质性,但不同层次的表观遗传调控如何支撑这种异质性尚不清楚。本研究旨在通过单核表观基因组学分析,揭示成人中枢神经系统中不同细胞类型和区域的表观遗传调控景观。
主要发现与资源
研究通过snATAC-seq和nanoCUT&Tag技术,对成人运动皮层、小脑和颈脊髓的白质区域进行了染色质可及性和组蛋白修饰(H3K27ac和H3K27me3)的单核分析。研究鉴定了一个新的少突胶质细胞谱系特异的SOX10增强子,并构建了不同神经细胞类型的核心转录因子调控网络。关键发现是,颈脊髓来源的少突胶质细胞和星形胶质细胞在HOX基因座(特别是HOXA和HOXD簇)表现出“预启”的染色质状态(同时具有染色质可及性和H3K27me3标记),这种状态类似于发育中的模式,但在成人中与低水平的基因表达解耦。高分辨率Micro-C分析显示,这种预启状态与发育中的染色质三维拓扑结构相容,并且这种结构在高级别脑桥胶质瘤中得以重现,提示这种发育表观遗传记忆可能是这些肿瘤发生的易感因素。
参考文献
(2026). Single-nucleus epigenomic profiling of the adult human central nervous system unveils epigenetic memory of developmental programs. Nature Neuroscience, 29, 992–1006. DOI: 10.1038/s41593-026-02208-0
该研究资源论文通过snATAC-seq和nanoCUT&Tag技术,对成人中枢神经系统(运动皮层、小脑、颈髓)的白质区域进行了单核表观基因组(染色质可及性、H3K27ac、H3K27me3)分析,并整合了高分辨率Micro-C数据。研究鉴定了一个新的少突胶质细胞(OLG)谱系特异性SOX10增强子,并发现脊髓来源的OLG和星形胶质细胞(而非小胶质细胞)在HOX基因座存在“预启”(primed)的染色质状态(同时具有可及性和H3K27me3),类似于发育程序,但与成人中的低表达解耦。这种预启状态和三维染色质结构在高级别胶质瘤中重现,提示其与肿瘤易感性相关。研究团队来自卡罗林斯卡学院等机构。