ZBTB7B 是唾液腺腺泡细胞功能的主调控因子
ZBTB7B is a Master Regulator of Salivary Acinar Cell Function
研究结合 RNA-seq、ATAC-seq 与单细胞及空间转录组数据,将 ZBTB7B 鉴定为人类大、小唾液腺转录网络中的核心上游调控因子。Zbtb7b 敲除小鼠出现唾液流量下降、腺泡细胞比例改变,并产生一类表达 MHC class I、丢失经典分泌蛋白的新生样腺泡群体,腺体结构基本保留。结果表明 ZBTB7B 通过启动子近端与远端增强子双重机制维持成年腺泡细胞身份与唾液分泌功能。
唾液腺如何获得并维持有别于其他组织的转录程序、上游由谁指挥,长期悬而未决。发育研究已把颌下腺的分支形态发生、腺泡/导管/肌上皮细胞的分化及关键信号通路梳理得较为清楚[1];人类颌下腺的单细胞图谱进一步揭示了导管与腺泡亚群内部的复杂异质性[2];小鼠中,p63阳性的基底细胞与SMA阳性的肌上皮细胞被证明是命运走向不同的祖细胞[5],ΔNp63则维持肌上皮谱系保真并指导分化程序[3]。转录因子层面,SOX2早在2017年即被证明是腺泡细胞谱系发育的主调节因子,为功能性器官的建立所必需[6]。但唾液腺特异转录程序的上游调控逻辑,始终缺乏系统刻画。
新研究从多组学切入:作者对人类大、小唾液腺进行RNA测序和ATAC测序,由高置信度染色质足迹推断转录因子之间的调控连接,ZBTB7B在所有唾液腺样本中都是连接度最高的调节因子。继而在唾液腺特异与非特异转录起始位点周围跨度4 Mbp的窗口上训练隐马尔可夫模型,所得染色质状态把启动子近端开放性与远端增强子活性区分开来,鉴定出富集ZBTB7B基序的唾液腺特异性增强子;这些状态与包括AQP5在内的唾液腺基因表达高度相关,说明远端调控对转录特异性贡献可观。功能端,Zbtb7b敲除小鼠的颌下腺与腮腺经单细胞RNA测序和空间转录组分析,呈现唾液流量下降、腺泡细胞比例改变,并出现丢失典型分泌蛋白、MHC I类基因上调的“类新生期”腺泡群体,而腺体结构完好。
这项工作的分量在于把领域从描述性细胞图谱[2][5]推向了调控逻辑与功能因果:敲除后结构未塌而身份先乱,恰好支持作者的结论——Zbtb7b稳定的是成体腺泡身份,而非维护腺体结构;这与SOX2在发育期建立功能性腺泡谱系的角色[6]构成了“建立”与“维持”的对照。类似的结构—功能解耦在肥胖小鼠中也有表型上的呼应:大唾液腺组织学无明显改变,却出现免疫应答转录组动员、分泌功能相关基因下调[4]。ZBTB7B如今为这类解耦提供了一个遗传学入口,且机制上同时作用于启动子近端与增强子两个层面。
未解之处同样明显:ZBTB7B如何在成体腺泡中选择其启动子与增强子靶点、类新生期群体能否逆转、小鼠中的结论能否直接推及人类,都还是开放问题;且该工作目前以预印本形式发布,尚待同行评议检验。
- 1.Cell signaling regulation in salivary gland development · Cell Mol Life Sci 2021
- 2.High-Resolution Transcriptomic Landscape of the Human Submandibular Gland · J Dent Res 2023
- 3.ΔNp63 maintains the fidelity of the myoepithelial cell lineage and directs cell differentiation programs in the murine salivary gland · Cell Death Differ 2023
- 4.Bulk RNA-seq and scRNA-seq analysis reveal an activation of immune response and compromise of secretory function in major salivary glands of obese mice · Comput Struct Biotechnol J 2023
- 5.Genetic and scRNA-seq Analysis Reveals Distinct Cell Populations that Contribute to Salivary Gland Development and Maintenance · Sci Rep 2018
- 6.SOX2 regulates acinar cell development in the salivary gland · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov 2026
来源:bioRxiv Genomics · biorxiv.org