Nat Commun：揭秘表观遗传修饰驱动B细胞命运的分子机理

2021年5月16日 讯 /生物谷BIOON/ --B细胞的B1和B2谱系会以不同的方式来保护机体抵御病原体的侵袭，目前研究人员并不清楚DNA CpG的甲基化组在指定上述两种B细胞命运上所扮演的重要角色；近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“B1a and B2 cells are characterized by distinct CpG modification states at DNMT3A-maintained enhancers”的研究报告中，来自麻省总医院等机构的科学家们通过研究揭示了表观遗传学改变驱动机体B细胞命运的分子机制。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-22458-9

B细胞是一种负责产生抗体的机体免疫细胞，大多数的B细胞（B2细胞）都能产生抗体来对病原体或疫苗产生反应，从而产生抵御感染的免疫防御和免疫力。但名为B1细胞的一类长寿的B细胞则与寿命较短的B2细胞有着很大不同，其并不会产生抗体来对外来入侵者产生反应，而是会自发地制造抗体来执行重要的内务管理功能，比如从血液中移除诸如氧化的LDL胆固醇等废弃物。

与机体中所有细胞一样，B1和B2细胞有着相同的DNA，因此其拥有相同的起始指令；这是通过表观遗传学修饰来实现的，这种修饰能够开启或关闭基因组中阅读遗传指令的特殊区域，而同一基因组则能被用来为每一种细胞类型创建独特的指令；理解不同的表观遗传蓝图（指令的改变）是如何使得相似的细胞产生这些差异的，既是免疫学研究中一个重要的基本问题，也能够更好地帮助科学家们理解与B细胞功能失常相关的疾病。

文章中，研究人员研究了在机体发育不同阶段B1和B2细胞中存在的DNA修饰特征，旨在识别出一种表观遗传特征来确定是否细胞会转变成为B1细胞或B2细胞。医学博士Vinay Mahajan表示，通过我们的分析，我们发现，B细胞的命运是由蛋白质DNMT3A所驱动的表观遗传学修饰所决定的。而进行人类遗传研究就能将携带这些标志物的基因组区域与多种免疫介导的疾病相联系起来。

B1a细胞的发育以CpG修饰的明显缺失为主要特征。

图片来源：Mahajan, V.S., et al.Nat Commun 12, 2208 (2021). doi：10.1038/s41467-021-22458-9

研究人员对CpG甲基化修饰进行了研究，其是一类特殊的表观遗传学修饰，能够开启DNA的特定区域并标记可以开启或关闭基因表达的调节性元件；随后他们在B1和B2细胞中发现了一类具有独特特征的调节性元件，在大多数情况下，CpG的甲基化是永久性存在的，一旦被加入的话，其就会在细胞复制时传递下去。但在B细胞中，蛋白质DNMT3A必须不断工作来维持这些表观遗传学修饰；如果DNMT3A从B1细胞中被移除的话，这些表观遗传学修饰就会丧失，从而就会诱发慢性淋巴细胞性白血病（CLL），其是一种因B1细胞复制失控所引发的癌症类型。

这些独特的B1细胞对于机体保持健康的能力至关重要，其所产生的抗体能帮助预防血栓和心脏病发作，同时，理解哪些遗传因子调节这些B1细胞也能帮助研究人员更好地理解调节过程出错是如何导致CLL及其它疾病发生的。综上，研究人员认为，DNMT3A所维持的增强子的甲基化模式或是由DNMT3A和TET酶的同步招募所决定的，后两者则能调节B1a和B2谱系特定基因的发育表达。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Mahajan, V.S., Mattoo, H., Sun, N. et al. B1a and B2 cells are characterized by distinct CpG modification states at DNMT3A-maintained enhancers. Nat Commun 12, 2208 (2021). doi：10.1038/s41467-021-22458-9