Dido3：调控 B 细胞分化基因网络的关键 “密码”—— 为造血系统疾病研究开辟新路径

为探究染色质阅读器 Dido3 对 B 细胞分化的影响，研究人员以小鼠为模型开展研究。结果发现 Dido3 缺失会阻碍 B 细胞发育，影响关键转录因子表达等。该研究揭示了 Dido3 在 B 细胞分化中的重要作用，有助于深入理解造血过程。

　　在生命的微观世界里，造血细胞的发育如同一场精密的交响乐演奏，每个环节都至关重要且相互协调。B 淋巴细胞作为免疫系统的重要成员，其形成过程涉及众多复杂的步骤，从造血干细胞（HSC）开始，历经多个阶段逐步分化成熟 。在这个过程中，转录因子的有序调控、DNA 的精确重排以及染色质状态的动态变化共同谱写着 B 细胞分化的 “乐章”。然而，目前对于这些过程背后的精细调控机制，科学家们尚未完全明晰，尤其是在染色质层面的调控细节，仍存在诸多未解之谜。比如，某些关键蛋白在染色质状态读取和 B 细胞分化之间究竟扮演着怎样的角色，它们的缺失又会对 B 细胞发育造成何种影响，这些问题都亟待解决。

为了深入探索这些奥秘，来自西班牙国家生物技术中心（Centro Nacional de Biotecnología/CSIC）等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们聚焦于染色质阅读器 Dido3，开展了一系列深入研究。最终发现，Dido3 在 B 细胞分化过程中起着不可或缺的关键作用，其缺失会导致 B 细胞发育受阻、关键转录因子表达异常等一系列问题。这一研究成果意义重大，不仅加深了人们对造血过程的理解，还为相关血液疾病的研究和治疗提供了全新的思路，相关论文发表在《Cell & Bioscience》上。

研究人员为开展此项研究，主要运用了以下关键技术方法：

1. 基因编辑技术：通过构建携带特定基因修饰的小鼠模型，如带有 floxed 3’- 末端外显子 16（flE16）的 Dido1 基因和受 Vav1 启动子控制的 Cre 重组酶基因的小鼠，实现对 Dido3 基因的靶向敲除，以此来研究 Dido3 缺失的影响。
2. 细胞分析技术：利用流式细胞术（Flow cytometry）和细胞分选技术，对小鼠骨髓中的各类细胞进行精确分析和筛选，从而鉴定不同发育阶段的 B 细胞及其前体细胞，以及检测细胞的增殖、凋亡等状态。
3. 测序技术：采用 RNA 测序（RNA-seq）、染色质可及性测序（ATAC-seq）和染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）等技术，从转录组、染色质可及性和表观基因组层面，全面分析基因表达变化、染色质状态改变以及相关蛋白与染色质的结合情况。

研究结果

1. Dido3 缺失导致贫血和严重外周淋巴细胞减少：研究人员通过基因编辑获得 Dido1^ΔE16小鼠，与野生型（WT）小鼠对比发现，Dido1^ΔE16小鼠白细胞、红细胞数量明显下降，其中淋巴细胞亚群减少最为显著，B220⁺细胞数量更是大幅降低，这表明 Dido3 缺失对小鼠造血系统产生了严重影响。
2. Dido3 缺失使骨髓细胞总数减少：进一步分析骨髓中的 B 细胞谱系，发现 Dido1^ΔE16小鼠骨髓细胞总数减少，LSK 细胞（Lin^-Sca1⁺cKit⁺）绝对数量显著降低，且 pre-B 和未成熟 B 细胞数量也明显减少，这意味着 Dido3 对维持骨髓细胞的正常数量和 B 细胞的发育进程至关重要。
3. Dido3 缺乏增加未成熟 B 细胞凋亡并限制其增殖：利用流式细胞术检测细胞凋亡和增殖情况，发现 Dido1^ΔE16小鼠未成熟 B 细胞中凋亡细胞数量和 annexin V 平均荧光强度显著增加，同时增殖能力受限。体外分化实验也显示，Dido1^ΔE16小鼠的 B 细胞前体在体外分化时存在缺陷，这说明 Dido3 在未成熟 B 细胞的存活和增殖过程中发挥着关键作用。
4. ATAC-seq 分析鉴定干细胞功能和 B 细胞途径的关键调节因子：通过 ATAC-seq 分析骨髓 LSK 细胞，研究人员发现 Dido1^ΔE16小鼠染色质可及性发生改变，与 PRC2 相关的基因启动子可及性降低，同时鉴定出 Akt3、Runx1 等多个对干细胞功能和 B 细胞途径至关重要的调节因子，表明 Dido3 可能通过影响染色质可及性来调控这些关键基因。
5. Dido3 缺失改变 PRC2 靶基因表达并损害前 B 细胞免疫球蛋白基因座转录：对 WT 和 Dido1^ΔE16前 B 细胞进行 RNA-seq 分析，发现 Dido3 缺失影响了 PRC2 靶基因的表达，同时 Igh 基因座转录出现异常，如近端 Igh V 片段表达异常、D-J 片段间 DNA 转录异常等，这进一步揭示了 Dido3 在调节前 B 细胞发育关键过程中的重要作用。
6. ChIP-seq 分析揭示 Dido3 与 H3K27me3 修饰的关系：通过 ChIP-seq 分析发现，Dido3 缺失会影响 H3K27me3 在染色质上的富集情况，且与其他相关基因敲除小鼠的 H3K27me3 结合模式存在差异，这表明 Dido3 与 PRC2 在调控染色质状态方面存在密切关联。

研究结论与讨论

综合上述研究结果，研究人员得出结论：Dido3 作为一种组蛋白翻译后修饰（PTM）的阅读器，在骨髓造血的多个关键过程，如细胞周期进展、凋亡和分化中都有着至关重要的作用。Dido3 缺失会导致 DNA 可及性改变，进而影响 B 细胞分化关键调控因子的转录，这一现象与 Dido3 和 PRC2、NANOG 的关系密切相关。研究还发现，Dido3 缺失可能会导致细胞出现癌症相关的甲基化特征，提示 Dido3 失调可能具有潜在的致癌影响。

尽管该研究取得了重要进展，但仍有一些问题有待进一步探索，如 Dido3 缺陷细胞中的 DNA 甲基化和整体组蛋白 PTM 景观，以及 Dido3 缺失对外周 B 细胞分化的影响等。不过，目前的研究成果已经充分展示了 Dido3 在 B 细胞发育中的多方面作用，为免疫系统发育和造血系统癌症生物学的研究提供了重要的理论依据，有望为未来相关疾病的治疗开辟新的方向。