Conservation of epigenetic regulation by the MLL3/4 tumour suppressor in planarian pluripotent stem cells

doi:10.1038/s41467-018-06092-6

.2018年9月7日；9(1):3633.

doi:10.1038/s41467-018-06092-6。

MLL3/4抑癌基因对涡虫多能干细胞表观遗传调控的保护作用

尤利安娜·米哈伊洛娃¹, 普拉萨德·阿布纳夫¹, 戴米安·高¹, 萨曼莎·休斯², 阿尔维娜·赖¹, 法拉赫·贾比尔·希贾齐^三, 小坂信义¹, 阿齐兹·阿博巴克⁴

附属公司

¹英国牛津OX1 3PS南公园路Tinbergen大厦动物学系。
²韩应用科学大学应用科学研究所，荷兰奈梅亨Laan van Scheut 2，6525EM。
^三比森癌症研究所，英国格拉斯哥Bearsden Switchback Road，G61 1BD。
⁴英国牛津OX1 3PS南公园路Tinbergen大厦动物学系。Aziz.Aboobaker@zoo.ox.ac.uk。

PMID： 30194301
预防性维修识别码： PMC6128892型
内政部： 10.1038/s41467-018-06092-6

MLL3/4抑癌基因对涡虫多能干细胞表观遗传调控的保护作用

尤利安娜·米哈伊洛娃等。国家公社. 2018.

.2018年9月7日；9（1）：3633。

doi:10.1038/s41467-018-06092-6。

作者

尤利安娜·米哈伊洛娃¹, 普拉萨德·阿布纳夫¹, 戴米安·高¹, 萨曼莎·休斯², 阿尔维娜·赖¹, 法拉·贾贝尔·希亚齐^三, 小坂信义¹, 阿齐兹·阿博巴克⁴

附属公司

¹英国牛津OX1 3PS南公园路Tinbergen大厦动物学系。
²韩应用科学大学应用科学研究所，荷兰奈梅亨Laan van Scheut 2，6525EM。
^三Beatson癌症研究所，Switchback Road，Bearsden，Glasgow，G61 1BD，英国。
⁴英国牛津OX1 3PS南公园路Tinbergen大厦动物学系。Aziz.Aboobaker@zoo.ox.ac.uk。

PMID： 30194301
预防性维修识别码： PMC6128892型
内政部： 10.1038/s41467-018-06092-6

摘要

目前，对动物干细胞表观遗传调控的进化知之甚少。在这里，我们证明，使用涡虫干细胞系统来研究MLL3/4组蛋白甲基转移酶的COMPASS家族的作用，它们在哺乳动物干细胞中作为肿瘤抑制因子的功能在很长的进化距离内是保守的。为了研究动物干细胞中全基因组表观遗传调控程序的潜在保守性，我们通过执行RNA-seq和ChIP-seq来评估Mll3/4功能丧失对G2/M涡虫干细胞群体的影响，其中部分有助于形成外生长。在受影响的基因中，我们发现许多癌基因和抑癌基因可能是介导MLL3/4抑癌功能的候选基因。我们的工作证明了动物中一个重要的表观遗传调控程序的保守性，并强调了平原模型系统在研究表观遗传调节方面的实用性。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有相互竞争的利益。

数字

图1
*地中海南部*有三个部分*Mll3/4号*在干细胞中表达的同源基因。一图中MLL3/MLL4蛋白的结构和结构域组成*D.黑腹果蝇*,智人和*地中海南部*.b条野生型（WT）和致死剂量（60 Gy）γ辐照（PI=辐照后）。*豪猪素-1*（在分化肠道的辐射敏感性细胞中表达）和*过氧化氢*（以辐射敏感新生代细胞表示）分别用作阴性和阳性对照。每种情况下使用十条蠕虫。比例尺：500 微米。**c（c）**白色箭头指向双阳性单元格的示例*Mll3/4号*成绩单和*过氧化氢*抄本。示意图显示了拍摄的身体部位。比例尺：50 微米。d日显示中用于百分比估计的原始单元格计数的图表(**c（c）**). 绿色表示所有计数*过氧化氢*-阳性细胞，黄色代表*过氧化氢*-阳性细胞也表达*Mll3/4号*正交曲线。误差条表示平均值的标准误差（SEM）。每种情况使用10只动物

图2
*液化石油气（LPT）*（RNAi）在再生过程中导致分化缺陷和外生长形成。一图中显示了RNAi蠕虫截肢为头部（H）、中部（M）和尾部（T）片段，以观察不同结构的再生。所有实验的时间进程*Mll3/4号*被击倒的动物被描绘在蠕虫示意图下面。共9天的dsRNA微注射介导的RNAi后于10日截肢^第个第天和随后的再生观察。b条头部、中部和尾部部件如下*液化石油气（LPT）*（RNAi）或控制*GFP公司*（RNAi）。黄色箭头指向芽胚形成中的缺陷。**c（c）**头部、中部和尾部部件如下*液化石油气（LPT）*（RNAi）或控制*GFP公司*（RNAi）在再生的第11天。红色箭头指向外部生长。d日稳态动物跟随*液化石油气（LPT）*（RNAi）或控制*GFP公司*（RNAi）在RNAi后第14天。红色箭头指向外部生长。**e（电子）**中段肠道再生与维护*液化石油气（LPT）*（RNAi），如基因的RNA探针所示*豪猪-1*再生8天。**（f）**截肢后8天中段脑再生*液化石油气（LPT）*（RNAi），如标记中枢神经系统（CNS）的抗SYNORF-1抗体所示。克再生后8天，尾片视交叉恢复*液化石油气（LPT）*（RNAi），如抗VC-1抗体所示。小时再生后8天视杯的恢复和尾片中视杯前体细胞的有组织踪迹*液化石油气（LPT）*（RNAi），如RNA探针所示*SP6-9标准*.我在再生后8天，头部的咽部恢复*液化石油气（LPT）*（RNAi），如RNA探针所示*层粘连蛋白*。每个面板右上角的动物总数中记录了具有可观察表型的动物数量。比例尺：200 微米

图3
LPT控制神经元和表皮谱系的分化。一GABA能神经元数量的量化（标记为*谷氨酸脱羧酶*),b条多巴胺能神经元（标记为*真实航向*),**c（c）**乙酰胆碱能神经元（标记为*中国税务局*),d日5-羟色胺能神经元（标记为*TPH公司*)和**e（电子）**早期（标记为*程序-1*)和延迟（标记为*AGAT-1型*)再生后8天的表皮干细胞子代*液化石油气（LPT）*（RNAi）。双侧t吨-测试用于所有比较**第页 < 0.005***第页 < 0.0005, ****第页 < 0.0001. 线和误差条表示平均值和标准偏差。在两个单独的实验过程中，对每个实验条件下的五只动物进行了评估。比例尺：200 微米

图4
过度增殖和有丝分裂细胞聚集先于并伴随着*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物。一截肢后不同时间点有丝分裂细胞（用抗H3P抗体标记）的定量*液化石油气（LPT）*（RNAi）。N个=每个时间点10只动物。双侧t吨-试验用于分析*第页 < 0.05. 误差条代表平均标准误差（SEM）。b条截肢后时间点的中间片段示例显示有丝分裂细胞（白细胞）计数的显著差异(一). ‘ph'表示咽部。红色箭头指向后期有丝分裂细胞群再生（192 小时/8天）。比例尺：500 微米。**c（c）**有丝分裂细胞（白色）总是局限于间质组织*GFP公司*（RNAi）动物，但在*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物。橙色线表示间充质组织的边界。比例尺：50 微米

图5
多能干细胞和谱系受限干细胞存在于*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物。一显示分布的封头*西格玛*干细胞*GFP公司*（RNAi）和*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物。*西格玛*干细胞双重阳性*蒙得维-1*和'*Sigma池*'的RNA探针(*Soxp1系统*,*Soxp2系统*). 白色箭头*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物指向外部生长。红色箭头表示在红色插入框中放大的双阳性细胞。b条显示分布的图像泽塔干细胞*GFP公司*（RNAi）和*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物。泽塔干细胞对*蒙得维-1*和'*Zeta水池*'的RNA探针(*zfp-1型*,*Soxp3，egr-1*). 白色箭头*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物指向外部生长。红色箭头表示在红色插入框中放大的双阳性细胞。**c（c）**显示分布的图像*伽马射线*干细胞*GFP公司*（RNAi）和*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物。*伽马射线*干细胞双重阳性*蒙得维-1*和'*伽马射线池*'的RNA探针(*gata4/5/6*,*hnf4型*). 白色箭头*液化石油气（LPT）*（RNAi）动物指向外部生长。红色箭头表示在红色插入框中放大的双阳性细胞。比例尺：50 微米

图6
*液化石油气（LPT）*（RNAi）导致类癌表型。对分化和新生代增殖数据进行了总结，并提供了一个简化的流程图，说明了受试谱系在敲除条件下的发育。一个红色十字符号表示在以下情况下检测到谱系中的缺陷*液化石油气（LPT）*（RNAi）

图7
G2/M干细胞的RNA-seq液化石油气（LPT）（RNAi）揭示了对不同细胞群体中富集的基因的影响。一基因根据其在X1（G2/M干细胞；深蓝色）、X2（G1干细胞和干细胞子代；浅蓝色）和X ins（分化细胞；橙色）FACS细胞群中的比例表达进行分类。如果在野生型动物的特定群体中观察到基因表达量>50%，则基因被定义为在该群体中富集。每条垂直线代表一个基因。在群体表达富集轨道下，G2/M干细胞中所有显著上调和下调的基因如下*液化石油气（LPT）*（RNAi）。折叠变化>1.5的基因(第页 < 0.05）在对数2倍变换后显示为红色。折叠变化<-1.5的基因(第页 < 0.05）在对数2倍变换后以蓝色显示。Wald测试（作为Sleuth软件的一部分）用于评估差异表达。b条针对上调和下调基因列表（分别为红色和蓝色）计算三类中每一类的基因富集度。每组中的基因数量在组名下方的括号中标明。白色数字表示显著丰富(第页 < 0.01）根据超几何浓缩试验。**c（c）**以下G2/M干细胞中显著上调（红色）和下调（蓝色）基因的基因本体（GO）富集分析*液化石油气（LPT）*（RNAi）。类别是根据每个类别中上调或下调基因的平均对数2倍变化进行分类的。粗体显示与所描述的*Mll3/4号*功能丧失表型

图8
*液化石油气（LPT）*（RNAi）主要表现为G2/M（X1）干细胞TSS周围H3K4me1和H3K4me3的变化。一在X1（G2/M干细胞）上执行ChIP-seq后，显示H3K4me3、H3K4me1和H3K27me3基因组平均读取覆盖率的图。图表以TSS为中心（显示上游和下游2 kb），数据标准化为*果蝇属*S2信号尖峰输入。减去输入覆盖范围。还显示了每个组蛋白修饰的对数2倍变化图，其中零以上的信号表示随后增加*液化石油气（LPT）*（RNAi）和信号低于零表示减少。三种颜色用于不同的基因类别——深蓝色（富含G2/M干细胞的基因，即X1）、浅蓝色（富含G1干细胞和干细胞后代的基因，如X2）、橙色（富含分化细胞的基因（即X ins）。标准偏差由每条线周围的褪色颜色显示。b条RNA-seq信号变化之间的Spearman等级相关性*液化石油气（LPT）*不同富集类别基因TSS周围区域的（RNAi）和H3K4me1或H3K4me3 ChIP-seq信号（仅显示存在显著相关性的示例）。绿线显示了一种相关性，其中RNA-seq折叠变化数据被过滤为对数2折叠变化≤−1和≥+1。线条的褪色区域表示结果在第页 < 0.001，而深色表示结果显著第页 < 0.001

图9
双击倒***精灵5***或***类皮姆***减轻*液化石油气（LPT）*（RNAi）过度增殖和生长不良表型。一显著的基因示例(第页 < 0.05）在G2/M干细胞中上调*液化石油气（LPT）*（RNAi）。2中H3K4me3或H3K4me1的ChIP-seq配置文件给出了每个基因TSS周围的kb区域。紫色表示标准化信号跟随*液化石油气（LPT）*（RNAi）和绿色用于显示以下标准化信号*GFP公司*（RNAi）。基因名称的粗体表示基因的上调与其各自的H3K4me3/me1图谱之间的相关性TF代表“转录因子”。所有三个基因都显示了ChIP-seq基因谱和RNA-seq数据上调之间的相关性。b条硅内分析(网址：www.oncomine.org；t吨-测试，第页 < 0.0001）第页，共页*Mll3号机组*和***pitx2***在正常组织（小脑）和癌组织（髓母细胞瘤）中表达。线和误差条表示平均值和标准偏差。**c（c）** *皮克斯*和*蒙得维-1*中间片段再生后8天的原位杂交*液化石油气（LPT）*（RNAi）。白色箭头显示双阳性细胞。线和误差条表示平均值和标准偏差。双尾t吨-用于分析的测试(n个 = 5), *第页 < 0.05，ns不显著。d日48岁时双RNAi条件下有丝分裂细胞（用抗H3P抗体标记）的典型例子 h截肢后。**e（电子）**显示双RNAi动物48岁时有丝分裂细胞数量的图表 h截肢后。每个点代表单个蠕虫中有丝分裂细胞的平均数量(n个 = 5). 线和误差条表示平均值和标准偏差。双尾t吨测试：*第页 < 0.05.（f）图中显示了双重击倒的量化百分比，以再生发育中的副产物。比例尺：200 微米

**图10**
*液化石油气（LPT）*（RNAi）下调干细胞增殖和分化相关基因的表达。一显著的基因示例(第页 < 0.05）G2/M干细胞表达下调*液化石油气（LPT）*（RNAi）。给出了每个基因TSS周围2kb区域中H3K4me3的ChIP-seq图谱。基因名称的粗体显示了H3K4me3基因型和RNA-seq数据中下调之间存在相关性的例子TF代表“转录因子”。b条不同RNAi后18天再生动物的典型亮场图像。***项目风险管理1-1***（RNAi），***剪切式1***（RNAi）和*RREBP1号机组*（RNAi）与*GFP公司*（RNAi）动物。**c（c）**截肢后48小时和7天不同RNAi动物有丝分裂细胞（用抗H3P抗体标记）的代表性图像。图中显示了有丝分裂细胞的数量。每个点代表单个蠕虫中有丝分裂细胞的平均数量(n个 = 5). 线和误差条表示平均值和标准偏差。学生t吨测试：*第页 < 0.05，ns不显著。d日显示干细胞的典型图像(*蒙得维-1*⁺)和早期表皮后代(*程序-1*⁺)在第7天和第18天从不同RNAi条件再生动物。图表显示干细胞和早期表皮子代的量化(n个 = 5). 线和误差条表示平均值和标准偏差。学生t吨测试：*第页 < 0.05. 比例尺：200 微米

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

组蛋白甲基转移酶SET1/MLL家族对涡虫干细胞的表观遗传调控。
Hubert A、Henderson JM、Ross KG、Cowles MW、Torres J、Zayas RM。 Hubert A等人。表观遗传学。2013年1月；8(1):79-91. doi:10.4161/epi.23211。Epub 2012年12月12日。表观遗传学。2013 PMID：23235145 免费PMC文章。
涡虫干细胞的表观遗传学分析表明动物干细胞中的二价组蛋白修饰保持不变。
Dattani A、Kao D、Mihaylova Y、Abnave P、Hughes S、Lai A、Sahu S、Abobaker AA。 Dattani A等人。基因组研究2018年10月；28(10):1543-1554. doi:10.1101/gr.239848.118。Epub 2018年8月24日。 2018年基因组研究。 PMID：30143598 免费PMC文章。
CBP/p300同源物CBP2和CBP3在涡虫干细胞功能中起着不同的作用。
Stelman CR、Smith BM、Chandra B、Roberts-Galbraith RH。 Stelman CR等人。开发生物。2021年5月；473:130-143. doi:10.1016/j.ydbio.2021.02.004。Epub 2021年2月16日。开发生物。2021 PMID：33607113
扁平虫作为一种新的模型系统，用于理解干细胞多能性和分化的表观遗传调控。
Dattani A、Sridhar D、Aziz Aboobaker A。 Dattani A等人。精液细胞开发生物学。2019年3月；87:79-94. doi:10.1016/j.semcdb2018.04.007。Epub 2018年4月27日。精液细胞开发生物学。2019 PMID：29694837 审查。
地中海Schmidtea涡虫的组蛋白修饰和再生。
Robb SM，Sánchez Alvarado A。 Robb SM等人。当前最高开发生物。2014;108:71-93. doi:10.1016/B978-0-12-391498-9.00004-8。当前最高开发生物。2014 PMID：24512706 审查。

查看所有类似文章

引用人

螺旋藻的功能基因组学。
马丁·萨莫拉（Martín-Zamora FM）、戴维斯·比利时（Davies BE）、唐纳兰（Donnellan RD）、盖因斯·K（Guynes K）、马丁·杜兰（Martñn-Durán JM）。 Martín-Zamora FM等人。功能基因组学简介。2023年11月17日；22(6):487-497. doi:10.1093/bfgp/elad36。功能基因组学简介。2023 PMID：37981859 免费PMC文章。
BAF染色质重塑复合体允许扁平干细胞参与外胚层和中胚层细胞的命运。
Wiggans M、Zhu SJ、Molinaro AM、Pearson BJ。 Wiggans M等人。 BMC生物。2023年10月20日；21(1):227. doi:10.1186/s12915-023-01730-y。 BMC生物。2023 PMID：37864247 免费PMC文章。
米⁶A促进涡虫的再生。
崔G、周俊英、葛晓霞、孙BF、宋国光、王晓霞、张瑞、王和林、靖Q、科齐奥尔MJ、赵YL、曾A、张伟强、韩DL、杨玉刚、杨毅。 Cui G等人。细胞增殖。2023年5月；56（5）：e13481。doi:10.1111/cpr.13481。Epub 2023 4月21日。细胞增殖。2023 PMID：37084418 免费PMC文章。
靶向多房棘球绦虫PIM激酶改善抗寄生虫化疗。
Koike A、Becker F、Sennhenn P、Kim J、Zhang J、Hannus S、Brehm K。 Koike A等人。公共科学图书馆（PLoS）负面特罗普疾病。2022年10月3日；16（10）：e0010483。doi:10.1371/journal.pntd.0010483。eCollection 2022年10月。公共科学图书馆（PLoS）负面特罗普疾病。2022 PMID：36190997 免费PMC文章。
推定增强子样元件的鉴定预测了涡虫成体干细胞中活跃的调节网络。
Neiro J、Sridhar D、Dattani A、Aboobaker A。 Neiro J等人。埃利夫。2022年8月23日；11:e79675。doi:10.7554/eLife.79675。埃利夫。2022 PMID：35997250 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Aboobaker AA。平面干细胞：一种简单的再生范式。趋势细胞生物学。2011;21:304–311. doi:10.1016/j.tcb.2011.01.005。-内政部-公共医学
1. 林克JC。涡虫的干细胞系统和再生。发育基因。进化。2012;223:67–84. doi:10.1007/s00427-012-0426-4。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Onal P等。哺乳动物和扁平动物干细胞之间多能性决定簇的基因表达是保守的。EMBO J.2012；31:2755–2769. doi:10.1038/emboj.2012.110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Adamidi C等人通过大规模平行测序和鸟枪蛋白质组学对涡虫转录组进行从头组装和验证。基因组研究2011；21:1193–1200. doi:10.1101/gr.113779.110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. LabbéRM等。比较转录组分析揭示了涡虫和哺乳动物干细胞多能性的保守特征。干细胞。2012;30:1734–1745。doi:10.1002/stem.1144。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

行动

物质

行动
行动

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源
其他文献来源
- scite智能引文

[1] Aboobaker AA。平面干细胞：一种简单的再生范式。趋势细胞生物学。2011;21:304–311. doi:10.1016/j.tcb.2011.01.005。-内政部-公共医学

[2] Aboobaker AA。平面干细胞：一种简单的再生范式。趋势细胞生物学。2011;21:304–311. doi:10.1016/j.tcb.2011.01.005。-内政部-公共医学

[3] 林克JC。涡虫的干细胞系统和再生。发育基因。进化。2012;223:67–84. doi:10.1007/s00427-012-0426-4。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[4] 林克JC。涡虫的干细胞系统和再生。发育基因。进化。2012;223:67–84. doi:10.1007/s00427-012-0426-4。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Onal P等。哺乳动物和扁平动物干细胞之间多能性决定簇的基因表达是保守的。EMBO J.2012；31:2755–2769. doi:10.1038/emboj.2012.110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Onal P等。哺乳动物和扁平动物干细胞之间多能性决定簇的基因表达是保守的。EMBO J.2012；31:2755–2769. doi:10.1038/emboj.2012.110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Adamidi C等人通过大规模平行测序和鸟枪蛋白质组学对涡虫转录组进行从头组装和验证。基因组研究2011；21:1193–1200. doi:10.1101/gr.113779.110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Adamidi C等人通过大规模平行测序和鸟枪蛋白质组学对涡虫转录组进行从头组装和验证。基因组研究2011；21:1193–1200. doi:10.1101/gr.113779.110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[9] LabbéRM等。比较转录组分析揭示了涡虫和哺乳动物干细胞多能性的保守特征。干细胞。2012;30:1734–1745。doi:10.1002/stem.1144。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[10] LabbéRM等。比较转录组分析揭示了涡虫和哺乳动物干细胞多能性的保守特征。干细胞。2012;30:1734–1745。doi:10.1002/stem.1144。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

MLL3/4抑癌基因对涡虫多能干细胞表观遗传调控的保护作用

附属公司

MLL3/4抑癌基因对涡虫多能干细胞表观遗传调控的保护作用

作者

附属公司

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源