利用HiChIP技术解析儿童及青少年B细胞三维染色质结构揭示自身免疫病风险位点的保守性

推荐 为解决儿童自身免疫病研究中缺乏合适参考数据的问题，研究人员对健康儿童及青少年原代B细胞的三维染色质结构进行了系统分析，并与成人B细胞及EBV永生化细胞系GM12878的数据进行比较。结果显示，儿童与成人B细胞的CTCF锚定环结构高度相似，且在自身免疫病风险位点上差异极小。这表明现有成人细胞系数据可有效用于儿童自身免疫病研究，显著降低了研究成本和技术门槛。

　　

论文解读
研究背景
B细胞在多种自身免疫性疾病的发生发展中扮演关键角色，尤其是幼年特发性关节炎（JIA）、系统性红斑狼疮（SLE）和1型糖尿病（T1D）等疾病。然而，由于儿童血液样本获取困难及伦理限制，针对儿童B细胞的研究长期面临样本量不足的挑战。此外，现有参考数据多源于成人或细胞系，其是否适用于儿童疾病研究尚存疑问。为填补这一空白，美国国立卫生研究院（NIH）发起的ENCODE和Roadmap Epigenomics项目提供了丰富的非编码功能元件信息，但这些数据集中缺乏儿童样本。本研究旨在系统比较儿童与成人B细胞及常用细胞系GM12878的三维染色质结构，评估现有数据在儿童疾病研究中的适用性。

研究方法
美国布法罗大学的研究团队招募了4名9至17岁的健康儿童及青少年，通过密度梯度离心和阴性选择纯化B细胞。采用CTCF HiChIP技术结合Hi-C分析，利用MboI酶切和生物素标记捕获CTCF介导的染色质互作，经Illumina NovaSeq测序后，使用MACS2和HiChipper分别进行峰值调用和环状结构识别，并通过DiffBind和DiffLoop评估不同数据集间的差异。

研究结果
CTCF峰值一致性高
在儿童样本中鉴定出约39万个CTCF峰值，与ENCODE的GM12878（41,017个）及成人原代B细胞（53,854个）数据集相比数量相当。共识峰值集显示，儿童样本间重复性良好（皮尔逊相关系数r2>0.7），且与GM12878共享约99.2%的环状结构，仅0.8%存在显著差异（FDR<0.05）。进一步对比成人原代B细胞数据时，差异环比例降至0.61%，表明儿童与成人B细胞的CTCF锚定环结构高度保守。

疾病风险位点无显著差异
聚焦JIA、T1D和SLE的风险单倍型区域，发现儿童与GM12878数据集间仅有2.2%、1.0%和1.3%的环状结构存在差异；而与成人原代B细胞对比时，差异进一步缩小至1.3%、0.6%和0.9%。例如，JIA风险位点JAK1（chr1:64,661,309-64,851,277）的环状结构在两组中均表现为强相互作用，差异主要体现在PET计数高低，而非拓扑结构本身。

讨论与意义
本研究首次系统验证了儿童B细胞三维染色质结构的保守性，证实ENCODE和Roadmap Epigenomics的成人数据可直接用于儿童自身免疫病研究。这一发现极大降低了研究成本，避免了重复采集儿童样本的伦理和经济负担。尽管样本集中青少年占比高，但研究结果仍具广泛适用性，未来需补充更小年龄段数据以完善结论。此外，研究强调了CTCF在维持染色质拓扑结构中的核心作用，并提示未来可通过更高分辨率技术（如Micro-C）进一步细化风险基因定位。

技术方法概述
本研究采用CTCF HiChIP结合Hi-C分析技术，通过MboI酶切、生物素标记和免疫沉淀捕获CTCF介导的染色质互作，利用Illumina测序平台完成数据采集，并通过MACS2和HiChipper进行峰值调用与环状结构识别，最终使用DiffBind和DiffLoop评估数据集间差异。

结论
儿童与成人B细胞的三维染色质结构高度相似，现有成人参考数据可直接用于儿童自身免疫病研究。该成果为疾病机制解析提供了高效工具，同时呼吁未来研究关注更小年龄段样本的潜在差异。