DOT1L介导的H3K79me2通过表观遗传调控指导B细胞库建立、边缘区发育及生发中心功能

本刊推荐：为解决DOT1L在B细胞发育过程中的作用机制问题，研究人员开展了H3K79me2表观遗传调控研究，通过条件性基因敲除模型和深度测序技术，发现DOT1L通过调控前B细胞扩增、边缘区B细胞分化程序及生发中心功能关键基因，证实其通过H3K79me2修饰调控细胞周期、DNA修复和转录程序，对B细胞淋巴系统发育和免疫功能维持具有核心作用，为相关血液肿瘤治疗提供新靶点。

　　

在免疫系统的精密调控网络中，B细胞的发育和功能分化是一个多阶段、多因子参与的复杂过程。从骨髓中的前体细胞到成熟的滤泡B细胞、边缘区（Marginal Zone, MZ）B细胞，再到免疫应答后形成的生发中心（Germinal Center, GC）B细胞，这一系列分化事件不仅决定了抗体多样性的生成，还关系到免疫记忆的形成和自身免疫的规避。然而，这一过程一旦失调，就可能引发诸如B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）或弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）等恶性肿瘤。近年来，除了转录因子，表观遗传调控机制尤其是组蛋白修饰，被发现在B细胞命运决定和功能特化中扮演关键角色。其中，DOT1L（Disruptor of Telomeric Silencing 1-Like）作为唯一催化组蛋白H3第79位赖氨酸甲基化（H3K79me2/3）的酶，在MLL重排白血病等血液肿瘤中已被确认为重要驱动因子，但其在正常B细胞发育过程中的作用机制和功能靶点仍不明确。

为此，Liam C. Kealy、Brendan E. Russ、Stephen J. Turner、Elias Hobeika和Kim L. Good-Jacobson等研究人员在《The Journal of Immunology》上发表论文，系统阐明了DOT1L及其介导的H3K79me2修饰在B细胞发育、MZ B细胞分化以及GC B细胞功能中的关键作用。他们利用多种条件性基因敲除小鼠模型、H3K79me2染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）、BCR受体测序（BCR-seq）以及体外功能实验，揭示了DOT1L通过阶段特异性的表观遗传编程调控B细胞扩增、谱系分化和免疫应答机制。

在研究过程中，作者主要采用了以下几类关键技术方法：利用条件性基因敲除小鼠模型（包括Mb1^Cre/+、Cd23^Cre/+及他莫昔芬诱导型Rosa26^CreERT2/+）在特定B细胞发育阶段删除Dot1l基因；通过流式细胞术分选不同发育阶段的B细胞群体；采用ChIP-seq分析H3K79me2在全基因组范围内的分布和动态变化；使用BCR-seq分析B细胞受体V_H基因使用偏好；通过体外培养系统及药物抑制实验验证DOT1L功能。所有动物实验均经莫纳什大学动物伦理委员会批准，测序数据保存于GEO（登录号GSE306634）。

研究结果部分如下：

Distinct changes in H3K79me2 during B-cell maturation

通过比较早期B细胞、成熟 na?ve B细胞和GC B细胞中的H3K79me2分布，研究发现H3K79me2在B细胞成熟过程中逐渐积累，其富集模式与基因转录起始位点（TSS）相关，并可通过聚类分析区分不同B细胞亚群。DiffBind分析显示，在B细胞发育过程中H3K79me2变化以获得性修饰为主，而在na?ve B细胞向GC B细胞转变过程中则同时存在获得和丢失。H3K79me2水平与基因表达呈显著正相关。

The critical role for DOT1L in pre B-cell expansion

Dot1l在pro B细胞中表达上调，其缺失导致前B细胞数量显著减少。BrdU掺入实验显示Dot1l缺失不影响细胞凋亡，但严重损害前B细胞增殖能力。此外，BCR-seq发现Dot1l缺失导致B细胞受体V_H基因使用偏向近端基因家族（如V_H7183），而远端基因家族（如V_HJ558）使用减少。ChIP-seq证实DOT1L直接调控Igll1、Vpreb1、Sox4和Il7r等关键基因的H3K79me2修饰。

Marginal zone B-cell formation is specifically disrupted by the loss of DOT1L

Dot1l缺失导致脾脏MZ B细胞数量减少9.4倍，且 transitional B细胞向MZ B细胞分化受阻。他莫昔芬诱导的Dot1l删除不影响成熟MZ B细胞的存活，但RNA-seq显示多个MZ B细胞关键基因（如Lfng、Dock8、Dock10和Foxo1）表达下调。ChIP-seq证实这些基因在发育B细胞中具有显著的H3K79me2富集，表明DOT1L通过表观遗传编程指导MZ B细胞分化。

DOT1L deposits H3K79me2 at GC-specific genes to facilitate GC function

免疫后GC B细胞中Dot1l重新表达，并特异性在GC相关基因（如S1pr2、Gcsam、Aicda、Bcl6等）上沉积H3K79me2。与H3K4me3和H3K27me3修饰比较发现，H3K79me2在GC B细胞中独特性地富集于DNA修复和B细胞活化相关基因区域。诱导性删除Dot1l显著减少GC B细胞数量及BCL6⁺细胞比例，证明DOT1L对GC反应的维持不可或缺。

研究表明，DOT1L通过催化H3K79me2修饰，在B细胞发育的不同阶段扮演多重关键角色：在前B细胞阶段调控细胞扩增和V(D)J重组；在MZ B细胞分化中确立其转录特征；在GC反应中维持B细胞活化和DNA修复相关基因的表达。这种阶段特异性的表观遗传调控机制不仅揭示了DOT1L在正常B细胞生物学中的核心地位，也为理解DOT1L在B细胞恶性肿瘤中的作用提供了机制基础。该研究强调，针对DOT1L的抑制剂可能通过干扰B细胞发育和功能发挥治疗作用，尤其在与EZH2抑制等联合治疗策略中具有重要潜力。此外，研究构建的H3K79me2表观基因组图谱为后续探索表观遗传网络在淋巴细胞分化中的协同作用提供了宝贵资源。