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血细胞分化表观的遗传机制是什么样的

导读 在骨髓中,血液干细胞通过前体细胞产生具有各种功能的多种血细胞类型:白细胞负责免疫防御;红细胞负责氧气的运输;或血小板,对于血液凝结必...

在骨髓中,血液干细胞通过前体细胞产生具有各种功能的多种血细胞类型:白细胞负责免疫防御;红细胞负责氧气的运输;或血小板,对于血液凝结必不可少。细胞发展成哪种细胞取决于多种因素。在最新的研究中,Asifa Akhtar的实验室表明,正确剂量的表观遗传调节剂MOF对细胞命运有重要影响。如果在适当的时间激活,该酶会触发血液干细胞和前体细胞的发育程序,并且这些细胞分化为红细胞。

人体平均含有35万亿个红细胞(RBC)。一秒钟内,约有三百万个此类小盘状细胞死亡。但是在第二秒,还会产生相同数量的数字以保持活动RBC的水平。有趣的是,所有这些细胞都经历了称为红细胞生成的多级分化过程。它们从造血干细胞(HSC)(包括所有类型的免疫细胞的每种血细胞的前体)开始,然后分化为多能祖细胞(MPP),然后逐步分化为成熟的红细胞。

如果这种分化过程失败,可能会损害我们的健康。例如,如果较少的HSC选择遵循RBC路线图,则该个体将容易发生贫血。另一方面,免疫细胞路线图中的异常与白血病的发作有关。

早期造血的表观遗传调控

位于弗赖堡的免疫生物学和表观遗传学MPI的Akhtar实验室研究了控制血细胞分化过程的因素。现在,研究小组已经确定了表观遗传调控因子MOF如何在红细胞生成过程中协调HSC的命运。

“控制细胞发育过程的最重要的内在线索之一是染色质景观的调节,”阿赫塔尔说。在我们的细胞中,DNA被包裹在组蛋白周围,形成染色质结构。这种包装在特定于细胞类型的基因调节中以及在类红细胞分化中起着至关重要的作用。在默认状态下,染色质不是“允许的”,这意味着基因已关闭。但是转移组蛋白会打开染色质并促进基因表达。

表观遗传调节剂指导HSC走上正确的道路

已知MOF酶通过在一个特定位点(K16ac)上乙酰化H4组蛋白直接触发染色质的“开放”。当实验室跟踪小鼠红细胞生成过程中的MOF占用时,他们发现该酶通过调节HSC和RBC祖细胞的染色质可及性来动态地协调红细胞生成。“我们的数据表明,在血细胞发育过程中正确的Mof剂量和时间对启动染色质激活红系发育程序至关重要。该过程可确保正确的转录因子网络对于红系分支至关重要。”作者塞西莉亚·佩索阿·罗德里格斯(Cecilia Pessoa Rodrigues)。

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