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ChIP-seq发现转录因子Zeb1转录调控新机制
2019-02-28

上皮-间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)是肿瘤侵袭和转移的首要步骤。Zeb1EMT的关键转录因子之一,它与多种癌症的发生发展有关,但在胶质母细胞瘤(GBM )中Zeb1具体调节哪些基因并不清楚。

 

最近葡萄牙IGC研究所的科学家们发现,Zeb1可以同时调控胶质母细胞瘤干细胞基因表达的激活和抑制,并非传统认为的EMT因子是转录抑制因子,真可谓是多面手。Zeb1抑制作用的发挥需要结合DNA上的E-box序列,而Zeb1的激活作用是通过间接招募Lef/Tcf 因子来促进基因表达(不激活Wnt通路)。

 

ChIP-seq要想研究转录因子ZEB1在全基因组范围的结合情况,作者使用Zeb1的抗体进行ChIP-seq,发现它在4430个基因上有高达6879个结合峰。

表达谱分析:虽然有这么多的结合,但并非都产生调控作用。Zeb1在GBM中是高表达的,作者使用shRNA敲低Zeb1,72h后观察基因的表达变化,发现200个基因下调,98个基因上调。

ChIP-seq和表达谱联合分析:298个被Zeb1调控的基因中,哪些可能是被直接调控的呢?作者将ChIP-seq和表达谱进行联合分析,确认这些基因的变化是否受到Zeb1的直接调控,结果发现Zeb1的结合与多个基因的上下调均显著相关。Zeb1直接抑制的基因(如Myo6, Shroom3, Pard6b,Nrxn3 GO富集到上皮细胞分化等,Zeb1直接激活的基因(如Itgb1, Nrp2, Prex1 ,S100B GO富集到糖蛋白代谢过程等。

 

Zeb1直接抑制的基因(如Myo6, Shroom3, Pard6b,Nrxn3 )GO富集到上皮细胞分化等,Zeb1直接激活的基因(如Itgb1, Nrp2, Prex1 ,S100B )GO富集到糖蛋白代谢过程等。

 

为了研究Zeb1的结合特性,作者也对motif进行了分析,发现Zeb1大量结合E-box序列(CAGGTG )和HMG-box 序列(ACAAAG )。

 

 

已有研究证明Zeb1直接结合基因的E-box并起到抑制表达的作用。因此作者将目光聚焦到另一个motif——HMG motif,作者选择受Zeb1正向调控的基因Nrp2和Prex1深入研究,发现Lef1,Tcf3和Tcf4等因子,被招募到基因Nrp2和Prex1的调控区域的HMG motif ,与Zeb1发挥协同调控作用。

 

 

在胶质母细胞瘤中,Zeb1不直接结合HMG motif,而是与Lef/Tcf因子一起被招募到该调控区域,并促进Prex1等基因表达,Prex1表达上调促进胶质母细胞瘤侵袭、影响患者生存期缩短。

 

参考文献

Pedro Rosmaninho et al, Zeb1 potentiates genome‐wide gene transcription with Lef1 to promote glioblastoma cell invasion, The EMBO Journal (2018). DOI: 10.15252/embj.201797115