Rbpj介导的超级增强子形成在NK细胞功能调控中的作用及机制研究

Super enhancers (SEs) are a type of ultra long cis-acting elements with super activity of transcriptional enhancement, which play key roles in cell development, differentiation, and human diseases, such as cancer. By conjoint analysis of SEs and expression profiling data from NK cells with (activation) or without (resting) IL2 plus IL12 stimulation, preliminary data showed that there existed NK cell resting- and activation-specific SEs. Binding motif analysis of NK cell activation-specific SEs revealed Rbpj as the most critical transcriptional factor binding to NK cell activation-specific SEs. In vitro experiments confirmed that Rbpj can promote NK cell function in NKL cells. Based on the above findings, we proposed that Rbpj-mediated activation of SEs plays a key role in the regulation of NK cell maturation and function. Therefore, this project will apply NK cell specific Rbpj knockout mice combined with the methods of Rbpj, H3K27ac ChIP-Seq, ATAC-Seq, Rbpj Co-IP et al to clarify Rbpj-regulated NK cell activation-specific SEs and their target gene clusters, which in turn to elucidate its related molecular mechanisms in regulating NK cell development and function. By doing these, it will help us improve the understanding of epigentic modification of NK cell activation and function, which will also provide experimental basis for exploring new strategies for tumor prevention and virus elimination from the perspective of regulating the NK cell activation-specific SEs.

超级增强子（SEs）是一类具有超级转录增强活性的超长顺式作用元件，在细胞发育、分化及肿瘤等疾病中具有关键作用。预实验对IL2联合IL12刺激NK细胞前（静息）、后（活化）的SEs相关数据联合表达谱数据进行分析，发现NK细胞存在静息和活化特异性SEs；结合NK细胞活化特异性SEs位点的转录因子主要为Rbpj；体外实验证实Rbpj促进NK细胞功能；据此推测Rbpj介导的SEs活化在NK细胞功能调控中具有关键作用。为此，本项目采用Rbpj NK细胞特异性敲除小鼠结合Rbpj和H3K27ac ChIP-Seq、ATAC-Seq、Rbpj Co-IP等方法，明确Rbpj调控的NK细胞活化特异性SEs及其靶基因簇，阐明其在NK细胞发育与功能调控中的分子机制。旨在深化认识NK细胞活化与功能的表观修饰调控机制；并为从基于调控NK细胞活化特异性SEs的角度探索肿瘤防治、病毒清除新策略提供实验依据。

既往关于NK细胞成熟与功能的调控机制研究大部分仍局限于单个基因或单个转录因子的层面的研究。超级增强子（SEs）是一类具有超级转录增强活性的超长顺式作用元件，在细胞发育、分化及肿瘤等疾病中具有关键作用，但在NK细胞发育、成熟及功能调控中的作用尚不清楚。本项目从SEs的角度发现， NK细胞存在静息和活化特异性SEs；结合NK细胞活化特异性SEs位点的转录因子主要为Rbpj，体外实验证实Rbpj促进NK细胞功能进一步利用NKp46-Cre与Rbpj-floxp小鼠杂交成功构建 NK细胞特异性敲除Rbpj小鼠（RbpjΔNK小鼠）模型的基础上，①发现NK细胞中敲除Rbpj后骨髓中NK细胞比例和数目增加，而外周淋巴结，脾脏，外周血，肺脏中NK细胞比例和数目减少，伴随CD62L+ NK细胞数目较少。②NK细胞中敲除Rbpj后，未成熟NK细胞数量显著增加，成熟NK细胞数量显著减少，而Rbpj条件性敲除对NK细胞的功能并没有明显影响。③ Rbpj对骨髓NK细胞中T-bet和Eomes的表达无明显影响，可能是通过Klf2影响NK细胞归巢和成熟相关基因的表达。通过获得Control和RbpjΔNK小鼠脾脏NK细胞，进行qPCR验证，结果发现Rbpj确实通过调控Klf2影响NK细胞归巢和成熟相关基因的表达（包括ccr7、cxcr4、s1pr5、runx3、satb1、smad3）。因此，本项目阐明了Rbpj在调控NK 细胞发育、活化与功能中的作用及分子机制，即Rbpj通过Klf2调控NK细胞成熟和归巢相关基因表达，从而影响NK细胞的成熟和归巢，而对NK细胞的功能无明显的影响。.在该项目资助下，进行了广泛的国内学术交流和合作，应邀作全国学术大会做主旨报告4次。课题负责人获国家自然基金“优秀青年基金”1项、面上项目1项、科技部重点研发计划 “干细胞及转化研究”重点专项青年科学家项目1项、重庆市自然科学基金“杰出青年”基金项目1项、军队高层次科技创新人才工程“青年科技英才”1项。培养出站博士后2名，毕业博士2名、硕士1名。发表10篇。SCI论文10篇，其中IF38 SCI 论文1篇，5>IF>10 SCI 论文6篇，3>IF>5 SCI 论文3篇。