单细胞多组学大揭秘:DNMT3A 突变在克隆性造血中的奇幻之旅

学术   2025-01-08 00:06   上海  

各位小伙伴,今天要给大家分享一项超有趣的研究,来自Nature Genetics杂志 Single-cell multi-omics of human clonal hematopoiesis reveals that DNMT3A R882 mutations perturb early progenitor states through selective hypomethylation想象一下,我们的身体就像一个庞大而神秘的王国,细胞们在其中各司其职。而在这个王国里,克隆性造血现象就像是一场悄无声息的变革,其中的 DNMT3A 基因突变更是隐藏着许多不为人知的秘密。以往,我们很难确切知道这些秘密。

研究发现,DNMT3A R882突变导致髓系偏向淋系的偏移。此外,突变的DNMT3A导致PRC2靶标的选择性低甲基化,以及特定CpG侧翼序列的低甲基化,这些变化与关键造血转录因子的结合位点密切相关,从而可能解释了DNMT3A突变与异常表型之间的联系。

主要实验结果

1、DNMT3A R882突变在克隆性造血中的基因分型与转录组分析

图1通过展示GoT技术的工作流程和CD34+细胞的基因分型与转录组分析结果,揭示了DNMT3A R882突变在克隆性造血中的分布特征。突变细胞在未成熟髓系祖细胞中的比例较高,且在髓系分化路径中表现出明显的偏好性,为后续的深入研究奠定了基础。

2、DNMT3A R882突变对髓系祖细胞分化的影响

图2进一步探讨了DNMT3A R882突变对髓系祖细胞分化的影响。结果显示,突变细胞在髓系分化过程中具有更快的速度和更强的倾向,特别是在巨核细胞-红细胞分化路径中。此外,突变细胞在细胞周期模块评分上略有增加,提示其在细胞增殖方面可能存在优势。

3、DNMT3A R882突变对基因表达和调控的影响

图3展示了DNMT3A R882突变对基因表达和调控的影响。在造血干细胞和红系祖细胞中,突变细胞表现出多个基因表达的显著变化,涉及细胞分化、增殖和信号传导等多个生物学过程。特别是MYC/MAX靶基因在红细胞分化过程中具有重要的调控作用,其表达水平随时间的增加而显著提高。

4、DNMT3A R882突变对DNA甲基化的影响

展示了野生型与DNMT3A R882突变型细胞在PRC2靶标上的甲基化水平。图中用点图形式展示了PRC2靶标在CD34+细胞中的甲基化水平,结果显示,突变型细胞在PRC2靶标上的甲基化水平显著低于野生型。这些甲基化异常可能与突变细胞的生物学特性密切相关,为理解其在克隆性造血中的作用机制提供了新的线索。

5、DNMT3A R882突变对CpG侧翼序列甲基化的影响

进一步探讨了DNMT3A R882突变对CpG侧翼序列甲基化的影响。研究发现,突变细胞对特定CpG侧翼序列的甲基化具有偏好性,这种低甲基化模式与关键造血转录因子的结合位点高度相似。这一发现为理解DNMT3A突变与异常转录表型之间的联系提供了新的视角。

6、DNMT3A R882突变在AML中的甲基化特征

图6通过比较DNMT3A R882突变与野生型细胞在AML中的甲基化水平,进一步证实了突变细胞在PRC2靶标上的低甲基化特征。此外,研究还发现,这种低甲基化特征在AML的进化过程中得以维持,提示其在白血病发生和发展中可能具有重要的生物学意义。

芒果师兄
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