综述:免疫系统调控中的超级增强子:机制、病理重编程与治疗机遇

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  这篇综述系统阐述了超级增强子(SEs)作为表观遗传枢纽在免疫细胞分化、功能特化和疾病中的核心作用,涵盖其结构特征(如H3K27ac、BRD4)、动态调控机制(如染色质环化、相分离)及靶向治疗策略(CRISPR、PROTACs),为免疫相关疾病(如自身免疫病、肿瘤)提供新干预思路。

  

1 引言

超级增强子(SEs)是基因组中高密度富集转录因子(TF)、辅激活因子(如Mediator)和组蛋白修饰(如H3K27ac)的增强子簇,通过染色质环化和相分离(LLPS)形成动态表观遗传枢纽。在免疫系统中,SEs通过整合发育信号与环境刺激,调控BCL11B(T细胞)、PAX5(B细胞)等关键转录因子的表达,驱动免疫细胞命运决定。其异常重构与类风湿关节炎(RA)、系统性红斑狼疮(SLE)等疾病密切相关。

2 SEs的特征与分类

结构特性:SEs长度约8-10 kb,显著大于典型增强子(TEs),具有高密度TF结合位点、增强的染色质可及性(DNase高敏感性)及协同转录激活能力。例如,CCCTC结合因子(CTCF)介导的染色质环化将SEs与靶基因启动子物理连接,而BRD4-CDK7-Mediator复合物通过相分离形成转录凝聚体,放大基因表达。

功能亚型:根据动态修饰模式可分为三类:

  • 保守型(Con):位于拓扑关联域(TAD)边界,维持谱系特异性(如B细胞中的PAX5 SE)。

  • 时序层级型(TH):阶段特异性激活(如Th17细胞中Rorc SE驱动IL-17表达)。

  • 新生型(DN):在分化晚期出现,促进终末基因表达(如浆细胞中PRDM1 SE)。

3 SEs调控免疫细胞分化

T细胞:TBX21 SE通过远端增强子簇(~146 kb)激活IFN-γ,而Foxp3 SE维持调节性T细胞(Treg)功能。CRISPR删除Rorc SE可抑制Th17介导的自身免疫反应。

B细胞:免疫球蛋白重链(IgH)位点的SE协调V(D)J重组和体细胞高频突变(SHM)。慢性淋巴细胞白血病(CLL)中TP53 SE的缺失导致分化阻滞。

NK细胞:IL2RA SE通过STAT5-MED1复合物调控CD25表达,而UTX去甲基酶通过重塑JUNB SE维持细胞毒性功能。

巨噬细胞:TLR4激活后,CSF1R SE驱动组织特异性分化,而棕榈酸处理可重编程SEs至炎症基因(如IL6)附近。

4 SEs与免疫相关疾病

自身免疫病:RA中STAT3 SE的SNP通过NF-κB通路放大炎症;SLE中IRF5 SE失调导致干扰素信号过度激活。

肿瘤免疫逃逸:多发性骨髓瘤(MM)中MYC SE通过BRD4维持致癌转录,而PD-L1/PD-L2 SE(PD-L1L2-SE)促进检查点分子共表达。

感染与免疫缺陷:HIV劫持宿主SEs建立潜伏感染,而SAFA蛋白通过激活抗病毒SEs增强宿主防御。

5 靶向SEs的治疗策略

CRISPR技术:dCas9-KRAB抑制IRF4 SE可延缓淋巴瘤进展,而CRISPRa激活SCREEM SE促进上皮间质转化(EMT)。

小分子抑制剂:JQ1(BET抑制剂)和THZ1(CDK7抑制剂)通过阻断Pol II磷酸化下调致癌SEs,纳米载体可提高靶向性。

PROTACs:GNE-987降解BRD4,持久抑制SE驱动的转录,优于传统抑制剂。

6 挑战与展望

当前技术难以实时捕捉SE动态(如Hi-C分辨率不足),且反馈调控机制未明。未来需结合单细胞多组学和AI预测,开发时空特异性干预策略。例如,靶向相分离或整合表观遗传-免疫疗法,有望恢复免疫稳态。

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