转录因子IRF4蛋白甲基化修饰及其转录调节功能的分子机理研究

转录因子IRF4 在Th2, Th9，Th17, Tfh等多种T细胞亚型的分化及发育过程中发挥重要生理功能。在不同T细胞亚型中，IRF4可以与不同转录因子，如与FOXP3 (Treg)、 BCL6 (Th2, Tfh)、 GATA3 和 PU.1 (Th9) 分别形成转录因子复合体，从而特异性调控转录。其外，IRF家族转录因子的活性已知还受蛋白质翻译后修饰，如磷酸化的调节。因此，阐明IRF4蛋白复合体动态组装及其翻译后修饰的分子机制对于理解其生理功能至关重要。.我们预实验结果发现IRF4蛋白还存在甲基化修饰，其修饰酶类以及甲基化对IRF4转录活性的影响目前尚不清楚。本课题将进一步深入研究：1）不同生理条件下IRF4蛋白复合体的纯化，鉴定及动态组装；2）IRF4蛋白甲基化修饰位点的鉴定及甲基化酶的确认；3）IRF4蛋白甲基化修饰及其修饰酶类对IRF4转录活性及T细胞分化与功能的影响。

干扰素调节因子4(IRF4)是干扰素调节因子家族的一员， IRF4作为转录因子在转录水平上控制细胞分化核心转录因子及分泌型细胞因子表达, 从而调节体内多种天然免疫细胞如树突状细胞和巨噬细胞, 辅助性T细胞，如Th2, Th9, Th17,调节性 T 细胞和B细胞等不同细胞亚型的分化发育及功能。然而，IRF4参与CD4 T细胞亚群分化发育的精细调控机制知之甚少，而IRF4也被报道可以受到磷酸化等修饰的调控。阐明IRF4蛋白翻译后修饰的分子机制对于理解其在不同细胞亚群中的生理功能至关重要。. 在本项目的支持下，我们进行了以下研究分析IRF4参与的翻译后调控机制。首先，构建稳定表达含有串联亲和标签的IRF4蛋白的CD4+Jurkat T 细胞稳转株，然后通过串联亲和层析的方法从该细胞中纯化富集IRF4及其转录复合物。液相质谱分析显示Jurkat T 细胞在佛波酯（PMA）刺激条件下，IRF4 的多个位点发生单甲基化，其中包括4个精氨酸位点和2个赖氨酸位点。免疫共沉淀实验则显示IRF4能与多个甲基转移酶相互作用，其中具有SET结构域的甲基化转移酶SUV39H1能特异的加强IRF4K123位点的单甲基化修饰。接着，荧光素酶报告基因证实SUV39H1介导的IRF4K123位点的单甲基化修饰能显著地提高IRF4转录活性。为进一步阐述SUV39H1介导的IRF4K123位点的单甲基化修饰的生理功能，我们从人体外周单核细胞中分离了原代CD4+T细胞并发现在体外TCR刺激条件下，CD4+T细胞中IRF4的K123位点被单甲基化修饰，且敲低SUV39H1能显著地降低IRF4甲基化修饰的水平。在功能上，敲低SUV39H1或抑制其酶活性均导致Th2细胞的核心转录因子GATA3和细胞因子包括IL-4，IL-5, IL-10, IL-13的表达下调。与此同时,过表达SUV39H1则上调Th2特异性基因的表达。.综上所述, 我们的研究结果揭示了SUV39H1介导的IRF4赖氨酸单甲基化修饰促进了IRF4下游靶基因的转录激活, 同时也为我们揭示了一种Th2细胞分化的分子调节新机制, 即SUV39H1作为一种转录激活调节因子介导非组蛋白赖氨酸单甲基化修饰, 从而参与调控Th2细胞免疫反应, 这将有助于我们更好理解T细胞分化特异性调节, 并为我们治疗Th2介导的免疫疾病提供理论依据和新药物靶点。