Транскрипционные факторы коммитирования лимфоидных линий
Вступление лимфоидных прогениторов (предшественников) на путь В-клеток зависит от транскрипционного фактора E2A ( Tcfe2a ) типа "спираль-петля-спираль", раннего фактора В-клеток EBF1 и от белка Pax5 ( BSAP ), имеющего парный (спаренный) домен (paired domain protein) ( рис. 21.4 ). E2A и EBF1 координированно активируют экспрессию генов, специфичных для В-клеток, которые важны для выработки ранних про-В-клеток ( Busslinger, 2004 ). Тем не менее, активация транскрипционной программы, специфичной для В-клеток, недостаточна для коммитирования ранних прогениторов к В-лимфоидной линии в отсутствие Рах5. В костном мозге гомозиготная мутация Рах5 останавливает развитие В-клеток на стадии ранней про-В-клетки ( Nutt et al., 1997 ). Pax5(-/-) про-В-клетки сохраняют мощный потенциал самообновления и развития, характерный для некоммитированных лимфоидных прогениторов ( Nutt et al., 1999 ). Интересно, что эктопическая экспрессия миелоидных факторов транскрипции эффективно индуцирует переключение линии с лимфоидной на миелоидную дифференциацию в прогениторах Pax5(-/-), показывая, что про-В-клетки Рах5(-/-) in vitro являются клонируемыми лимфоидными прогениторами с латентным потенциалом миелоидной дифференцировки ( Busslinger, 2004 ). Важно, что восстановление экспрессии Рах5 подавляет этот мультилинейный потенциал про-В-клеток Рах5(-/-), одновременно стимулируя их развитие в зрелые В-клетки ( Nutt et al., 1999 ). Эти эксперименты позволяют определить Рах5 как критичный фактор коммутирования В-линии, который ограничивает возможности развития лимфоидных прогениторов только путем развития В-клеток.
Некоммитированные гематопоэтические прогениторы беспорядочно экспрессируют гены с различными программами посредством процесса, который известен как " праймирование линии " ( Miyamoto et al., 2002 ). В соответствии с этим открытием, про-В-клетки Рах5(-/-) экспрессируют не только гены, характерные для про-В-клеток, но и гены программ, специфичных для других линий ( Nutt et al., 1999 ). При линейном коммитировании Pax5 выполняет двойную роль, активируя специфичные для В-клеток гены и одновременно подавляя гены, не подходящие для линии ( рис. 21.5 ) ( Nutt et al., 1999 ). Рах5 активирует несколько генов-мишеней, кодирующих существенные компоненты сигнального пути, связанного с рецептором пре-В-клеток ( BCR ), такие, как трансдуцирующая сигнал цепь Igальфа ( mb-1 , Cd79альфа ), стимулирующие корецепторы CD , CD19 и CD21 , а также центральный адаптерный белок BLNK ( рис. 21.5 ) ( Busslinger, 2004 ). Таким образом, функция трансактивации Рах5 облегчает передачу сигнала от pre-BCR и BCR, образуя важные контрольные точки в развитии В-клеток. С другой стороны, гены, репрессированные Pax5, кодируют избыток выделенных белков, молекулы клеточной адгезии, передатчики сигналов и белков ядра, которые экспрессируются в эритроидных, миелоидных и (или) Т-лимфоидных клетках ( рис. 21.5 ) ( Delogu et al., 2006 ). Среди них - гены Csflr ( M-CSFR ) и Notchl , что является хорошим примером того, как их Рах5- зависимая даун-регуляция делает коммитированные В-клетки больше не реагирующими на миелоидный цитокин M-CSF ( Nutt et al., 1999 ) или на Notch лиганды, индуцирующие Т-клетки ( Busslinger, 2004 ). Следовательно, репрессивная функция Рах5 содействует коммитированию В-клеток, прекращая работу ненужных сигнальных систем. Взаимодействуя с ко-репрессорами белкового семейсва Groucho , Рах5 может рекрутировать деацетилазы гистонов ( HDACs ) к регуляторным элементам, результатом чего является репрессия генов ( Linderson et al., 2004 ).
E2A , EBF1 и их гены-мишени обычно экспрессируются в Рах5(-/-) про-В-клетках, указывая, что Рах5 в развитии В-клеток функционирует "вниз по течению" от E2A и EBFT1 ( Nutt et al., 1997 ; Busslinger, 2004 ). Согласно этим наблюдениям, транскрипты Рах5 отсутствуют и в прогениторах E2A(-/-) или EBF1(-/-) ( Ikawa et al., 2004 ; Medina et al., 2004 ). Прогениторы E2A(-/-) экспрессируют EBF1 на низком уровне, в то время как E2A нормально транскрибируются в прогениторах EBF1(-/-) ( Medina et al., 2004 ). Более того, ретровирусное восстановление экспрессии EBF1 в прогениторах E2A(-/-) активирует транскрипцию Рах5 и таким образом инициирует дифференцировку про-В-клеток ( Seet et al., 2004 ). Отсюда следует, что эти три транскрипционных фактора стимулируют раннее развитие В-клеток в генетической иерархии E2A-EBF1-Pax5. Тем не менее, в пределах В-лимфоидной линии экспрессия EBF1 поддерживается благодаря регуляции белком Рах5, основанной на обратной связи ( рис. 21.4 ) ( Horcher et al., 2001 ; Fuxa et al., 2004 ).
