Cell | “过犹不及” ?内源逆转录病毒元件的活化导致毛囊耗竭

学术   2024-10-31 23:59   北京  

前几天我们介绍了西南医学中心Sean J. Morrison等发表在Science的工作,展示逆转座子(retrotransposons)可以在孕期与连续失血情况下转录上调并活化造血干细胞与红细胞祖细胞(主要基于小鼠模型),促进红细胞生成(参考Science | 新研究发现逆转座子参与的关键生理功能,说明逆转座子的活化在再生过程中的积极作用[1]。

最近,一项由MD Anderson肿瘤中心Yejing Ge等发表在Cell的工作使用小鼠毛囊再生体系展示一个看起来相反的观点,那就是在毛囊再生的时候内源逆转录病毒元件(endogenous retrovirus (ERVs);逆转座子的重要组分)的活化会导致毛囊干细胞耗竭和再生障碍[2]。

他们的主要证据是:1. 一种主要发挥异染色质转录抑制功能的组蛋白甲基转移酶-SETDB1特异性地在再生中的毛囊的干细胞和前体细胞高表达;2. 皮肤特异敲除SETDB1则可导致内源逆转录病毒元件活化,以及小鼠毛囊再生障碍和脱毛(大约6个月);3. 用逆转录抑制药物,或者抑制抗病毒响应通路(通过敲除AIM2抑制AIM2 inflammasome通路)则可以缓解皮肤特异敲除SETDB1的小鼠的毛囊耗竭[2], [3]。

皮肤特异敲除SETDB1导致小鼠毛囊耗竭,逆转录抑制药物或者敲除AIM2则可以缓解这种现象[2]。

这到底是不同类型成体干细胞的“系统差异”?还是有比较通用的机理在里面?是个有趣的问题[2]。

这里面的关键或许是逆转录病毒元件活化程度的问题,适度的活化是成体干细胞高效参与再生所必需,但是过度的活化就会造成耗竭。

Yejing Ge等工作中皮肤特异敲除SETDB1的小鼠的毛囊再生静息期(telogen)的明显缩短或许也暗示这一点[2]。

皮肤特异敲除SETDB1导致小鼠毛囊再生静息期(telogen)缩短[2]。

后续还是需要在毛囊再生周期直接监测内源逆转录病毒元件转录水平变化,并结合进一步的操纵来深入解析(比如抑制wt再生毛囊内源逆转录病毒元件的(逆)转录,以及更精细特异地控制逆转座子转录水平等等)[2]。

该项工作2024年10月28日发表在Cell[2]。

参考文献:

[1] J. Phan et al., “Retrotransposons are co-opted to activate hematopoietic stem cells and erythropoiesis,” Science (80-. )., vol. 6836, pp. 1–19, Oct. 2024, doi: 10.1126/science.ado6836.

[2] Y. Lyu et al., “Stem cell activity-coupled suppression of endogenous retrovirus governs adult tissue regeneration,” Cell, pp. 1–19, Oct. 2024, doi: 10.1016/j.cell.2024.10.007.

[3] D. C. Schultz, K. Ayyanathan, D. Negorev, G. G. Maul, and F. J. Rauscher, “SETDB1: A novel KAP-1-associated histone H3, lysine 9-specific methyltransferase that contributes to HP1-mediated silencing of euchromatic genes by KRAB zinc-finger proteins,” Genes Dev., vol. 16, no. 8, pp. 919–932, 2002, doi: 10.1101/gad.973302.

原文链接:

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01155-3


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