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干扰素调节因子4(IRF4)是干扰素调节因子家族的一员,作为转录因子IRF4在转录水平上控制细胞分化核心转录因子及分泌型细胞因子表达,从而调节体内多种天然免疫细胞如树突状细胞和巨噬细胞,辅助性T细胞,如Th2,Th9,Th17,调节性T细胞和B细胞等不同细胞亚型的分化发育及功能。人类免疫系统由各种免疫细胞组成,不同免疫细胞亚群在体内行使不同的功能,细胞群体之间相互影响,相互制约,维持人体健康抵抗外界病原体入侵。任何一种细胞亚群的失衡都将导致免疫疾病的发生,然而对细胞亚群之间的分化发育的精细调控机制知之甚少。因而理解IRF4在不同免疫细胞亚群中是如何行使其特定转录功能的分子机制将有利于更好地理解和调节免疫细胞的分化发育,进而有效的防治疾病的发生。 首先,构建了稳定表达含有串联亲和标签的IRF4蛋白的CD4+Jurkat T细胞稳转株,然后通过串联亲和层析的方法从该细胞中纯化富集IRF4及其转录复合物。液相质谱分析显示Jurkat T细胞在佛波酯(PMA)刺激条件下,IRF4的多个位点发生单甲基化,其中包括4个精氨酸位点和2个赖氨酸位点。免疫共沉淀实验则显示IRF4能与多个甲基转移酶相互作用,其中具有SET结构域的甲基化转移酶SUV39H1能特异的加强IRF4K123位点的单甲基化修饰。 接着,本文利用荧光素酶报告基因检测系统发现SUV39H1介导的IRF4K123位点的单甲基化修饰能显著地提高IRF4转录活性。为进一步阐述SUV39H1介导的IRF4K123位点的单甲基化修饰的生理功能,从人体外周单核细胞中分离了原代CD4+T细胞并发现在体外TCR刺激条件下,CD4+T细胞中IRF4的K123位点被单甲基化修饰,且敲低SUV39H1能显著地降低IRF4甲基化修饰的水平。在功能上,敲低SUV39H1或抑制其酶活性均导致Th2细胞的核心转录因子GATA3和细胞因子包括IL-4,IL-5,IL-10,IL-13的表达下调。与此同时,过表达SUV39H1则上调Th2特征性基因的表达。 最后,进一步探索了IRF4K123位点单甲基化修饰调节Th2细胞转录因子GATA3的分子机制。发现IRF4K123位点的单甲基化加强其与STAT6的结合,并介导IRF4,STAT6和TIP60的相互作用。染色体免疫共沉淀发现SUV39H1介导的IRF4单甲基化通过不同途径调控Th2细胞相关下游基因的表达:1)IRF4K123位点的单甲基化直接调节其自身在IL-4基因上的结合;2)IRF4K123位点的单甲基化调节其协同转录因子STAT6,TIP60在GATA3基因上的结合。 综上所述,研究结果揭示了SUV39H1介导的IRF4赖氨酸单甲基化修饰促进了IRF4下游靶基因的转录激活,同时也为我们揭示了一种Th2细胞分化的分子调节新机制,即SUV39H1作为一种转录激活调节因子介导非组蛋白赖氨酸单甲基化修饰,从而参与调控Th2细胞免疫反应,这将有助于我们更好理解T细胞分化特异性调节,并为治疗Th2介导的免疫疾病提供理论依据和新药物靶点。