【曹雪濤首提「表觀元控組」新概念】2月6日,中國工程院院士、南開大學校長曹雪濤受邀在《免疫學綜述年鑒》發表題為《天然免疫與炎症的表觀重塑》的綜述文章。據悉,《免疫學綜述年鑒》是國際權威性免疫學術刊物,一年一集,只發表雜誌編委會根據國際免疫學研究進展而特邀著名專家撰寫的稿件。論文傳送門:http://t.cn/A65kI4VD

該綜述文章長達32頁,首次提出了「Epiregulome」(表觀元控組)的新概念:即基因啟動子、增強子等轉錄調控區域各種染色體水平的修飾(如DNA甲基化、組蛋白修飾等),及其結合蛋白或非編碼RNA組成獨立於基因組序列的表觀調控元件,構建了區域特異性染色質狀態,從而關鍵性地調控基因特異性表達和細胞特徵性功能。

曹雪濤介紹,該綜述圍繞這一新概念,系統闡述了細胞分化、發育、應激過程中組織器官微環境信號如何通過構建細胞 「表觀元控組」,來構建天然免疫細胞特徵性功能狀態,從而精確調控天然免疫與炎症反應。

表觀調控立足於不依賴DNA序列的染色質層面,涉及DNA、組蛋白等共價修飾、非編碼RNA及染色質結合蛋白等相關元素的參与和調控。各種表觀修飾及其結合分子等元素交叉調控決定了基因組不同區域的染色質狀態,在基因特異性表達調控中發揮關鍵性作用。「因此,表觀調控在多種生理、病理過程中決定了細胞特徵性功能狀態的建立和改變,對健康維持與疾病發展研究極為重要。」曹雪濤表示。

為什麼天然免疫細胞是機體抵禦病原體入侵的第一道防線?為什麼組織器官微環境能使天然免疫細胞分化、發育、進而成熟為可快速識別病原體並迅速啟動免疫反應特徵功能和能力?病原體感染后,天然免疫細胞如何由活化狀態進入消退或耐受狀態,甚至重塑為「適應性」天然免疫細胞以更強應對二次感染?近年來,剖析表觀遺傳因子如何精確調控天然免疫細胞分化與發育、天然免疫起始與消退,以及天然免疫記憶的產生,成為國際免疫學界的前沿熱點。

在該綜述中,曹雪濤與第二軍醫大學副教授張遷首先概述了近年來表觀遺傳調控的新進展,包括5-羥甲基化等DNA甲基化的氧化修飾,m6A等RNA修飾組成的表觀轉錄組,以及染色質高級空間結構等,提出了表觀調控領域的熱點和難點問題。

隨後,綜述從4個層面系統闡述了天然免疫的表觀調控模式。第一,聚焦關鍵天然免疫細胞類型,如巨噬細胞、樹突狀細胞和天然淋巴細胞的分化發育。通過列舉該方面的代表性研究成果,文章闡述了組織微環境信號如何通過細胞譜系特異性轉錄因子和表觀調控因子的層級和相互調控,誘導天然免疫細胞特徵性分化成熟和極化。

第二,從病原體識別及其相關信號通路轉導、感染信號誘導天然免疫效應分子的表達開啟和關閉的角度,闡述了各種表觀調控分子如何在染色質修飾、RNA修飾以及非經典的蛋白質修飾水平,調控免疫識別、信號轉導分子的表達和活性,以及天然免疫效應分子的表達,以維持天然免疫與炎症反應的精確平衡。

第三,闡述了感染時病原體成分或感染誘導的細胞因子如何通過表觀調控因子和信號轉導的相互調控,重塑天然免疫細胞的染色質狀態,誘導天然免疫耐受或使其進入「適應性」狀態。

第四,聚焦領域熱點——代謝重塑,闡述了感染信號誘導或抑制的代謝小分子,或作為表觀修飾酶類的輔活化因子,直接或間接介導基因特異性表觀修飾的改變,以及代謝通路和表觀遺傳的交叉調控,如何參与調控天然免疫反應。

最後,針對如何深入研究分化、發育過程以及感染等環境因素誘導天然免疫細胞表觀元控組,以此建立天然免疫細胞特徵性功能狀態,以及該領域亟待解決的問題,該文章系統揭示了細胞特徵性和基因特異性表觀調控過程及其對健康維護與疾病防控的意義,進而提出了天然免疫與炎症表觀調控的九個研究方向。http://t.cn/A65kUXL0

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