AbMole精研抑制剂十年，最新的科研动态不断与您分享。本期与您分享的是:HDAC1和PRC2介导了小鼠红白血病基因抑制依赖的SPI1/PU.1组合控制。
虽然最初被描述为转录激活因子，但SPI1/PU.1是造血功能的主要参与者，它的改变与血液恶性肿瘤有关，具有抑制转录的能力。在这里，我们研究了红系中基因抑制的机制，其中SPI1通过阻止分化发挥致癌作用。我们发现SPI1通过结合位于基因间或基因体区域的活性增强子来抑制基因。HDAC1通过去乙酰化SPI1结合的基因增强子，包括参与红系分化的基因，作为SPI1诱导的转录抑制的协同中介。增强子去乙酰化影响启动子乙酰化、染色质可及性和RNA pol II的占用。除了HDAC1的活性外，当SPI1位于增强子序列时，多梳抑制复合体2 (PRC2)通过在启动子序列上沉积H3K27me3来增强基因抑制。此外，我们的研究发现，PRC2和HDAC1复合物在介导SPI1的转录抑制活性方面存在协同关系，最终诱导白血病细胞存活的协同不良作用。该研究结果强调了白血病细胞转录抑制机制的重要性，包括SPI1和表观遗传调控因子PRC2和HDAC1之间复杂的功能连接。
TMP195（Abmole，M6176，纯度为100%）是一种选择性的class IIa HDAC抑制剂，在基于细胞的实验中，IC50为300 nM。UNC199（Abmole，M3107，纯度为100%）是一种有效的具有口服活性的EZH1、EZH2选择性抑制剂，其IC50分别为2 nM和45 nM，对很多表观遗传学相关或不相关的靶点选择性大于1000倍。
Figure 6.PRC2 functionally cooperates with HDAC1 to maintain gene repression, erythroid differentiation blockage and erythroid blast survival.
研究HDAC1和PRC2是否共同介导SPI1的转录抑制。为此，在EZH1/2药理抑制剂UNC1999和HDAC1抑制剂Entinostat存在下培养白血病细胞。正如预期的那样，Entinostat抑制HDAC1增加了H3K27的乙酰化，UNC1999抑制EZH1/2抑制了H3K27的三甲基化(图6A)。值得注意的是，两种抑制剂联合使用可协同加剧H3K27的乙酰化。我们分析了HDAC1和/或PRC2对参与红系分化的SPI1抑制基因的转录影响，这些基因的SPI1诱导其增强子(Alas2, St3gal6, Sox6和Nprl3)的去乙酰化。作为参考，图6B显示了通过RT-qPCR检测到的SPI1敲低后这些SPI1抑制基因的重新激活。使用UNC1999治疗对基因表达几乎没有影响，而Entinostat治疗则增加了其中一些基因的转录(图6C)。HDAC1/3和PRC2抑制剂的联合治疗导致SPI1抑制的4个基因的表达显著协同增加(图6C)，表明最佳抑制需要HDAC1和PRC2同时进行。
此外，在低表达的SPI1存在时，HDAC1和PRC2抑制剂组合在白血病细胞中引起的转录激活被缓解，这表明SPI1的抑制活性是由HDAC1和PRC2介导的(图6D)。在SPI1存在的情况下，UNC1999和Entinostat联合使用并没有诱导分化红系细胞的出现，这可以从FSC-A和CD71以及血红蛋白联苯胺染色的变化中得到证明(图6E和F)。因此，为了研究HDAC1和PRC2抑制对红系分化的影响，我们将UNC1999和Entinostat与dox同时联合处理红白血病细胞，以降低SPI1的表达。图6F显示了在图6E中CFU-E/ProE祖细胞上早期和晚期分化细胞的比例。在没有SPI1的情况下，单独使用HDAC1或PRC2抑制剂对分化的影响很小，且无显著性影响，但HDAC1和PRC2联合抑制强烈地促进了红系细胞向终末分化的进展。这一结果表明，HDAC1和PRC2抑制对红系分化的恢复具有协同作用。
总之，我们的数据提供了证据，HDAC1和PRC2在红系分化阻塞中协同作用。这一发现表明，SPI1在红系阻断中独立于HDAC1和PRC2发挥了额外的作用。接下来研究了这两种抑制剂是否可用于抑制红白血病细胞的增殖或存活。在增加剂量的Entinostat和UNC1999联合作用下培养红白血病细胞，用DAPI染色流式细胞术定量测定死细胞和活细胞的百分比。计算每一种剂量组合的协同作用得分，显示了两种抑制剂组合在阻止增殖和杀死白血病细胞方面的协同作用(图6G)。两种药物联合使用的细胞毒性和细胞抑制作用通过死亡细胞百分比的增加和随着时间的推移对细胞增殖的抑制表现出来(图6H)，类似于单独减少SPI1表达所引发的细胞毒性和细胞抑制作用(图6I)。总之，这些实验表明，PRC2和HDAC1复合体在介导SPI1的转录抑制活性方面存在协同作用，联合抑制SPI1对白血病细胞增殖和存活的协同不良后果。
鸣谢：Sebastian Gregoricchio, et al. Nucleic Acids Res. 2022 Aug 12;50(14):7938-7958.
