Cfp1参与T细胞发育调控以及机制研究

发布时间：2018-06-12 23:29

  本文选题：Cfp1 + 胸腺细胞发育　； 参考：《浙江大学》2015年博士论文

【摘要】：Cfp1作为一个关键的表观遗传调控分子,参与了基因转录的精密调控。一方面,Cfp1能与未甲基化的CpG结合,与基因的转录激活有关,另一方面,Cfp1还能与Setd1复合物——H3K4甲基化转移酶结合。Cfp1在DNA甲基化与H3K4三重甲基化修饰这两种与基因激活有关的表观遗传修饰间架起了桥梁。即Cfp1能识别未甲基化的CpG再通过招募甲基化转移酶Setd1从而在相应基因座位上形成H3K4me3修饰参与基因的转录调控。研究发现,Cfp1特异性影响转录活性高的基因,在缺失Cfp1后转录活性高的基因其TSS上H3K4me3下降明显。Cfp1全基因组敲除在着床前导致胚胎死亡,这证实Cfp1的重要性,但是也阻碍了在后期与成年发育时期对Cfp1功能的研究。T细胞发育从早期胸腺前体细胞(Early Thymic Precursors, ETP)开始,然后经历四个CD4- CD8-双阴性时期(Double Negative Stage, DN1-DN4)到达CD4+CD8+双阳性时期(Double Positive Stage, DP),再经过阳性和阴性选择发育为CD4+-和CD8+单阳性细胞(Single Positive stage, SP),最后迁出胸腺进入外周发挥免疫功能。在DN3时期发生一件重要的事件：β选择,那些成功重排TCRβ的DN3细胞表达pre-TCR。Pre-TCR诱导的增殖对T细胞分化到DN4与DP胸腺细胞发挥着重要的作用。95%的DP胸腺细胞由于不能重排TCRα链而凋亡,被称为忽略死亡,还一部分细胞表达了与自身抗原有高亲和力的TCR而被阴性选择掉,只有小部分能被阳性选择分化到CD4+或CD8+单阳性细胞。为了研究Cfp1在胸腺细胞发育中的作用,我们构建了Cfp条件性敲除小鼠,用hCD2-cre或Lcre-cre小鼠在T细胞特异性敲除Cfp1。结果发现,缺失Cfp1后胸腺细胞的发育非常明显地受阻,主要表观在从DN3到DN4的分化与DP细胞的大量凋亡。用TCR转基因小鼠能挽救DN3到DN4的分化,而用Bcl2转基因小鼠与RORγt过表达能恢复DP胸腺细胞的存活。这些数据提示,Cfp1在DN3时期参与p选择,而在DP时期通过维持RORγt的表达从而调控DP胸腺细胞的存活。此外我们发现TCF-1与Cfp1能共同定位于RORγt启动子上,并且Cfp1的敲除并不影响TCF-1在RORγt启动子上的结合。这提示在DP胸腺细胞中TCF-1启动RORγt的转录,然后Cfp1/Setd1复合物被招募到RORγt TSS附近通过H3K4me3修饰维持RORγt的表达。
[Abstract]:As a key epigenetic regulator, Cfp1 is involved in the precise regulation of gene transcription. On the one hand, Cfp1 binds to unmethylated CpG, which is related to transcriptional activation of genes. On the other hand, Cfp1 can bind to Setd1 complex. Cfp1 can bridge DNA methylation and H3K4 trimethylation modification, two epigenetic modifications related to gene activation. That is, Cfp1 can recognize unmethylated CpG and then recruit methyltransferase Setd1 to form H3K4me3 modification on the corresponding locus to participate in the transcription regulation of the gene. It was found that Cfp1 specifically affected the genes with high transcriptional activity. The H3K4me3 decreased significantly in TSS after the deletion of Cfp1. The complete genome knockout of Cfp1 resulted in embryo death before implantation, which confirmed the importance of Cfp1. But it also hinders the study of Cfp1 function in later and adult development. The development of T cells begins with early Thymic PrecursorsEarly Thymic Precursors. Then four CD4-CD8- double negative stages, double negative StageDN1-DN4) reached double positive stage of CD4 and CD8 double positive stage, then developed into single positive cells of CD4-and CD8 monopositive cells through positive and negative selection, and finally migrated thymus into peripheral blood to play immune function. An important event occurred during the DN3 period: beta selection, The expression of pre-TCR. Pre-TCR-induced proliferation in DN3 cells that successfully rearranged TCR 尾 played an important role in the differentiation of T cells into DN4 and DP thymocytes. 95% of DP thymocytes could not rearrange the TCR 伪 chain and apoptosis. Some cells expressed TCR with high affinity to their own antigen and were negative.Only a small number of cells could be differentiated into CD4 or CD8 monopositive cells by positive selection. In order to study the role of Cfp1 in the development of thymocytes, we constructed Cfp conditioned knockout mice and used hCD2-cre or Lcre-cre mice to specifically knock out Cfp1 in T cells. The results showed that the development of thymocytes after deletion of Cfp1 was significantly blocked, mainly in the differentiation from DN3 to DN4 and a large number of apoptosis of DP cells. TCR transgenic mice could save the differentiation from DN3 to DN4, while Bcl2 transgenic mice and ROR 纬 t overexpression could restore the survival of DP thymocytes. These data suggest that Cfp1 is involved in p selection in DN3 stage, while in DP stage it regulates the survival of DP thymocytes by maintaining the expression of ROR 纬 t. In addition, we found that TCF-1 and Cfp1 can co-locate on ROR 纬 t promoter, and the knockout of Cfp1 does not affect the binding of TCF-1 on ROR 纬 t promoter. This suggests that TCF-1 initiates the transcription of ROR 纬 t in DP thymocytes, and then Cfp1 / Setd1 complex is recruited near ROR 纬 t TSS to maintain ROR 纬 t expression through H3K4me3 modification.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R392

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本文编号：2011522