ATF7IP/SETDB1介导的表观遗传编程调控胚胎期造血祖细胞的胸腺归巢与T淋巴细胞生成

本研究揭示了ATF7IP/SETDB1介导的H3K9三甲基化通过调控bach2b-ccr9a/irf4a通路在T淋巴细胞前体胸腺归巢和分化中的关键作用。研究人员利用斑马鱼和小鼠模型，结合RNA测序和CUT&Tag技术，发现Atf7ip缺失导致淋巴祖细胞胸腺归巢障碍和T细胞发育缺陷。该研究为理解人类T淋巴细胞疾病的发病机制提供了新视角，对自身免疫性疾病治疗具有潜在指导意义。

　　

在脊椎动物免疫系统中，T淋巴细胞的发育是一个精密调控的过程，其中淋巴祖细胞向胸腺的定向迁移是T细胞发育的首要关键步骤。然而，这一过程中表观遗传调控的分子机制长期以来不甚明了。特别是在胚胎发育阶段，造血祖细胞如何通过表观遗传编程实现胸腺归巢和T淋巴细胞分化，一直是免疫学领域亟待解决的重要科学问题。

华东师范大学的研究团队在《Nature Communications》发表的最新研究，首次阐明了ATF7IP/SETDB1介导的表观遗传编程在调控T淋巴祖细胞胸腺归巢和分化中的核心作用。研究人员创新性地结合斑马鱼胚胎活体成像和小鼠模型，揭示了H3K9三甲基化通过调控bach2b-ccr9a/irf4a信号轴决定T淋巴细胞发育的全新机制。

研究采用了多项关键技术方法：通过斑马鱼atf7ip^-/-和setdb1b^-/-突变体模型观察T细胞发育缺陷；利用RNA测序(RNA-seq)和CUT&Tag技术分析基因表达和组蛋白修饰变化；建立Tg(hsp70:irf4a)和Tg(hsp70:ccr9a)转基因斑马鱼进行功能挽救实验；采用条件性基因敲除小鼠(Atf7ip Mx1-iCre和Atf7ip CAG-CreERT2)进行移植实验验证保守性机制。

【Atf7ip缺失破坏胚胎期T淋巴细胞生成】

研究发现atf7ip^-/-突变体斑马鱼胸腺中T细胞标志物cmyb、ikaros、lck等表达显著降低，rag2⁺DsRed⁺细胞数量减少。透射电镜显示突变体胸腺仅存上皮细胞而缺乏T淋巴细胞，证实Atf7ip缺失特异性影响T细胞发育而非胸腺微环境。

【Atf7ip缺陷损害淋巴祖细胞胸腺归巢】

通过60-72hpf时间序列活体成像，发现atf7ip^-/-胚胎中coro1a⁺lyz^-淋巴祖细胞向胸腺迁移数量显著减少。值得注意的是，这一缺陷发生在造血干细胞(HSPCs)数量尚未减少的60hpf阶段，提示Atf7ip直接调控淋巴祖细胞的迁移能力而非通过影响HSPCs数量。

【Atf7ip与Setdb1协同调控胸腺淋巴细胞生成】

研究发现Atf7ip与Setdb1甲基转移酶相互作用，setdb1b mRNA与atf7ip mRNA共注射可协同挽救突变体的T细胞缺陷。Setdb1b在coro1a⁺lyz^-淋巴祖细胞中高表达，setdb1b^-/-突变体同样表现出T细胞发育障碍，证实两者在T淋巴细胞生成中的功能协同性。

【Atf7ip/Setdb1通过ccr9a和irf4a调控T细胞归巢与分化】

RNA-seq分析显示atf7ip^-/-突变体中ccr9a和irf4a表达下调。建立Tg(hsp70:ccr9a)转基因品系证实ccr9a过表达可部分挽救淋巴祖细胞胸腺归巢缺陷，而irf4a过表达不仅能恢复ccr9a表达，还能挽救T细胞分化障碍，表明irf4a位于ccr9a上游发挥更全面的调控作用。

【Atf7ip/Setdb1通过H3K9me3靶向调控bach2b】

CUT&Tag分析发现atf7ip^-/-突变体中bach2b基因位点H3K9me3修饰减少。Bach2b直接结合ccr9a和irf4a启动子抑制其表达。bach2b敲降可逆转atf7ip^-/-突变体的T细胞缺陷，证实Atf7ip/Setdb1通过H3K9三甲基化抑制bach2b表达，进而解除对ccr9a和irf4a的抑制。

【ATF7IP在哺乳动物中的保守功能】

通过两种cre重组酶系统(Atf7ip Mx1-iCre和Atf7ip CAG-CreERT2)证实，小鼠ATF7IP缺失导致早期胸腺祖细胞(ETPs)和双阴性(DN)T细胞数量减少。移植实验显示ATF7IP缺陷的CD45.2⁺Lin^-骨髓细胞胸腺归巢能力降低，但脾脏归巢不受影响，完美重现了斑马鱼中的表型。

这项研究首次揭示了ATF7IP/SETDB1-bach2b表观遗传调控轴在T淋巴祖细胞胸腺归巢和分化中的核心作用，建立了H3K9三甲基化修饰与淋巴细胞发育的直接分子联系。研究发现bach2b作为"表观遗传刹车"调控ccr9a和irf4a表达的新机制，为理解人类T淋巴细胞相关疾病如自身免疫病和T细胞白血病的发病机制提供了新视角。鉴于BACH2基因座与哮喘、多发性硬化等疾病的关联，该研究为开发靶向ATF7IP/SETDB1-bach2b通路的表观遗传治疗策略奠定了理论基础。