《Cell Reports》：FoxP3 forms a head-to-head dimer in vivo and stabilizes its multimerization on adjacent microsatellites
编辑推荐：
为破解FoxP3体内双模式DNA结合证据不足的难题，作者开展PD-seq与多组学整合研究，发现FoxP3以H-H二聚化“播种”短TnG重复的多聚化，显著扩展其染色质架构能力，为理解Treg稳态调控提供新视角。
在免疫稳态的“司令部”——调节性T细胞（Treg）中，转录因子FoxP3一直被视为掌控免疫耐受的“总司令”。然而，这位司令如何精准识别并“缝合”基因组中数以万计的调控片段，一直是未解之谜。早期研究指出，FoxP3既能像“串珠”一样在TnG微卫星上多聚化，也能在反向回文叉头基序（IR-FKHM）上“面对面”二聚化，但后者在体内是否真实存在、功能为何，始终缺乏直接证据。序列限制过严、峰值集合过小、统计功效不足，成了横亘在领域的“三座大山”。为搬走这些大山，Leng等展开系统研究，最终证实FoxP3通过H-H二聚化“播种”相邻短TnG重复的多聚化，显著拓宽其染色质环序列谱，为解析Treg命运决定与免疫疾病机制提供了全新视角。相关成果发表于2025年12月《Cell Reports》。
作者采用四项关键技术：1. 无偏向性下拉测序（PD-seq），用随机序列库捕捉FoxP3偏好；2. 基因组占用分析，整合Treg ChIP-seq、CUT&RUN-seq及ChIP-exo峰值；3. 结构-功能嵌合体与点突变，锁定RBR环决定H-H二聚化的关键区段；4. 体外电泳迁移率变动（EMSA）和DNA桥接实验，直接观测多聚化与桥接能力。
FoxP3通过H-H二聚化识别更广泛的DNA基序
利用随机-rcFKHM库PD-seq，作者发现FoxP3不仅结合经典IR-FKHM，还能以H-H方式识别两类松弛基序：G1类（TGTTT/TGTTG）与G2类（NNGCATN）。NFAT协同实验证实，G2基序与rcFKHM间距3-4 nt时呈头对头取向，提示FoxP3二聚化具有序列与几何双重宽容性。
FoxP3在Treg基因组中同时占用H-H基序与TnG重复
对比25 724个FoxP3 ChIP峰与开放染色质区，H-H基序显著富集，其中仅24%为经典IR-FKHM，76%为非经典组合；68.9%的H-H峰与TnG重复共存。FoxP1则缺乏H-H偏好，证实H-H二聚化为FoxP3独有。
H-H二聚化“播种”并稳定短TnG重复上的多聚体
空间距离分析显示，29.6%的H-H基序与TnG重复无缝相邻，且呈“对齐”取向。ChIP信号比较表明，邻近H-H的短TnG（≤20 bp）占用水平提高3倍，达到长TnG的强度；体外实验进一步证明，紧邻的IR-FKHM可使(TTTG)5片段实现高效多聚化与DNA桥接，而10 nt间隔或“反向”排列则无效。
RBR环C段是FoxP3特异H-H二聚化的唯一决定子
嵌合体交换显示，将FoxP3 RBR-C（317-336 aa）替换为FoxP1对应序列即丧失二聚化能力；反之，把FoxP3 RBR-C植入FoxP1可赋予其H-H功能。该段6个芳香族残基（Y330/F331/Y333）突变后，FoxP3无法二聚化，TnG多聚化与转录抑制活性均受损。
研究结论与讨论
该工作首次提供体内证据，阐明FoxP3以“双模式”DNA结合策略扩展其染色质架构功能：在长TnG重复上独立多聚化，在短或次优TnG重复上则通过相邻H-H二聚化“播种”稳定多聚体，从而拓宽有效靶序列谱。RBR-C段的芳香族残基与螺旋倾向差异是FoxP3独有H-H能力的结构基础。该机制不仅解释了FoxP3如何以有限DNA亲和力覆盖更多调控区，也为干预Treg功能、治疗自身免疫病与肿瘤提供了可靶向的“分子开关”新思路。
