基于ChIP-seq对山羊成纤维细胞转分化为乳腺上皮细胞的研究

作者：胡雅楠; 张丹丹; 刘明星; 吕丹薇; 李卫清; 石德顺^*; 黄奔^*

来源：基因组学与应用生物学, 2022, 41(Z2): 2051-2061.

DOI：10.13417/j.gab.041.002051

• 染色质免疫共沉淀测序
• 转分化
• 乳腺上皮细胞
• 成纤维细胞
• 组蛋白甲基化

目前小分子化合物诱导山羊(Capra hircus)耳缘成纤维细胞(对照组)转分化为诱导乳腺上皮细胞(命名为CiMECs或5i8d,后文均以5i8d为准表明其处理条件)的技术平台已经被建立。本研究对转分化前后的细胞(分别命名为Control和5i8d)的两种组蛋白修饰，即组蛋白第三亚基4号赖氨酸的三甲基化(trimethylation of lysine 4 on histone H3 protein subunit, H3K4me3)和组蛋白第三亚基27号赖氨酸的三甲基化(trimethylation of lysine 27 on histone H3 protein subunit, H3K27me3)分别进行染色质免疫共沉淀实验(chromatin immunoprecipitation, ChIP),并进行测序分析，以探讨组蛋白修饰H3K4me3和H3K27me3在转分化前后细胞中表达模式的变化。GO富集显示H3K4me3中差异Peaks关联的基因富集在与乳腺发育分化相关的通路，包括上皮形态发生、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联调节、Wnt (Wingless-type MMTV integration site family)受体通路以及β-连环蛋白(β-catenin)受体通路，提示乳腺上皮细胞命运已经被激活；H3K27me3中差异Peaks关联的基因则富集在固有膜、固有质膜以及肌动蛋白丝等GO条目上，提示维持成纤维细胞膜及其骨架特性的通路被抑制，成纤维细胞的谱系被打破。KEGG富集显示H3K4me3中差异Peaks关联的基因富集在MAPK信号通路、胰岛素及分泌信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B (PI3K-Akt)信号通路以及雌激素信号通路等，这些信号通路与乳腺发育分化密切相关，提示乳腺上皮细胞的谱系被触发；H3K27me3中差异Peaks关联的基因主要富集在黏着斑信号通路、细胞外基质(extracellular matrix, ECM)受体互作信号通路和细胞黏附因子等KEGG信号通路上，提示成纤维细胞间连接特性的有关通路被抑制。上述结果说明小分子化合物成功诱导山羊耳缘成纤维细胞转分化为具有泌乳功能的乳腺上皮细胞。该研究为乳腺上皮细胞命运决定、发育分化和泌乳的研究提供了一定的理论支持。

• 单位
  广西壮族自治区人民医院; 广西大学