组蛋白修饰辅助因子是一种表观遗传酶，它从它们修饰的组蛋白中添加或去除化学残留物。一般来说，HATS将乙酰基从乙酰辅酶A转移到组蛋白赖氨酸残基上，从而打开染色质，允许基因转录，而HDACs则通过去乙酰化组蛋白尾巴上的赖氨酸残基来抑制基因表达。组蛋白甲基化是赖氨酸或精氨酸残基甲基化。甲基标记是由被称为“作家”的HMT创造的，并由组蛋白去甲基化酶(称为“橡皮擦”)去除。
组蛋白乙酰转移酶 HATS通常存在于多蛋白复合物中，它们执行乙酰化程序，不仅乙酰化组蛋白尾部，而且还激活非组蛋白，从而调节TC DNA结合或转录活性。例如，在真核细胞中，CBP/p 300是由基础转录装置(TFIIB、TBP和POLΙΙ)、特异性TFs、乙酰转移酶(PCAF、GCN5)和其他辅激活物复合物(ARC等)组成的多蛋白复合物的组成部分。 76 CBP/p 300作为一种重要的辅助激活因子，在几乎所有的造血系中都与大量的TFs相联系。在茎/多能祖细胞中，CBP/p 300介导的GATA-2乙酰化增强其DNA结合和转活化活性，抑制GATA-2介导的生长抑制。 77 此外，GATA2-CBP复合物诱导GATA 2阳性自我调节。 78 在提交的祖细胞/分化细胞中，GATA2-CBP复合物的GATA 1依赖性位移参与GATA开关。 78 在红系细胞分化后，包括EKLF， 79 GATA 1， 80 NF-E2， 81 以及SCL/Tall， 82 与CBP/p 300或p 300/CBP相关因子(P/CAF)通过调节促红细胞生成 珠蛋白 基因表达有些TFs本身受CBP/p 300或P/CaF乙酰化的影响，从而增加TF的转录活性。 83 或dna结合活性 82 ,84 在某些情况下，选择性地稳定或不稳定TF相关的CRCs. 82 CBP/P 300在建立淋巴和髓系分化中的重要作用是通过它们与包括RUNX 1/AML 1在内的TFs的相互作用来支持的。 85 PAX 5， 86 C/EBPβ， 87 BCL11B， 88 下注， 89 C-Myb， 90 BCL-6， 91 以及ETS家族(ETS-1和PU.1)。 92 ,93 由于它们对CBP/p 300酶活性的调节，这些TFs对髓系特异性或淋巴特异性基因的转录至关重要。例如，NF-E2、C/EBPβ和PU.1已被证明能抑制 93 或便利 86 ,87 ,94 CBP/p 300介导的核小体HAT活性。
赖氨酸乙酰化异常与恶性造血有关，缺乏P 300和/或CBP的小鼠表现出较高的恶性血液病发病率，包括组织细胞肉瘤、髓细胞白血病和淋巴细胞白血病。突变 CBP 和 P 300 非霍奇金淋巴瘤的基因已经被发现，并且所有的病人都复发了. 95 这些突变通常影响HAT结构域，降低CBP乙酰转移酶活性，从而导致组蛋白乙酰化受损和靶基因表达降低。在这种情况下，CBP/P 300的重新激活已经成为一种潜在的治疗策略。 96 一些致癌TFs，如C-MYB、EVI 1、E1A和E2A，依赖于CBP或P 300发挥其转化活性。 84 ,97 ,98 ,99 染色体易位引起的含HAT融合蛋白(CBP-Moz、CBP-MLL、CBP-Morf、Moz-TIF 2和Moz-p 300)也参与了白血病的发生.CBP融合产生强大的染色质修饰活性，通过促进基因组区组蛋白乙酰化而导致转录去调控。Moz融合通过解除moz调控的靶基因表达而抑制髓系祖细胞的分化、增殖和自我更新。 100 此外，部分癌融合蛋白通过招募HATS来发挥其功能(见图)。 4 )。例如，在t(8；21)AML中，p 300乙酰化AML1-ETO并增强其转录激活，从而增强HSPC的白细胞原性。抑制P 300可逆转AML1-ETO的乙酰化和白血病的转化。 101 在APL和AML中，AML1-ETO和PML-RARα显示相似的结合位点，两者在可访问的p 300结合位点上都形成低乙酰化染色质环境，提示HATS的染色质修饰特性可以用来预测融合蛋白结合位点。 101 ,102 ,103
图4 HAT/HDAC复合物的异常募集是白血病发生的一般机制之一。染色质的可及性在造血过程中对细胞类型特异性基因的表达起着重要的调节作用，但也被认为是白细胞发生过程中的异常调控。致癌TF或融合蛋白结合出现在可接近的染色质区，伴随着协激活剂(CoA)或辅抑制子(COR)复合物的异常重新聚集，从而影响组蛋白修饰模式，改变染色质结构，从而促进DNA的可及性。此外，在某些情况下，HATS/HDACs通过调节其乙酰化水平，对白血病TFs或融合蛋白的最佳致癌活性至关重要。因此，破坏表观遗传环境与致癌TFs或融合蛋白的平衡相互作用可能是一种治疗策略。 a 上面面板上，含有P 300的CoA复合物通过乙酰化AML1-ETO融合促进HSPC的转录激活和组蛋白H3，从而促进HSPC的自我更新和白细胞发生。 b AML1-ETO融合物由核受体核心抑制因子(N-COR)、HDAC 1、SIN 3转录调节剂家族成员A(MSin3A)和DNA甲基转移酶1(DNMT 1)组成，通过酶解组蛋白去乙酰化、DNA甲基化和形成抑制染色质结构来抑制基因转录。 c 在APL细胞中，PML-RARα融合形成寡聚体，通过COR-HDAC复合物与DNA结合，导致组蛋白去乙酰化和H3K27/H3K9甲基化，从而产生一个浓缩的染色质结构，抑制靶基因的转录。而全反式维甲酸(RA)或三氧化二砷(ATO)介导pml-rarα的降解，由rarα/rxr异二聚体所取代，并将cor hdac转化为coA-hat复合物，重新激活基因转录并恢复分化。
组蛋白脱乙酰酶 HDACs与多种TFs一起广泛参与了各种造血系的发育。例如，在HSC中，HDAC 3与Ncor2合作，通过调节FOS启动子的乙酰化水平来抑制FOS-纯素级联，从而刺激HSC的形成。 104 HDA 3还能直接与GATA 2相互作用，通过改变GATA 2在HPC中的乙酰化状态，抑制GATA 2依赖的靶基因。 105 在粒细胞-单核细胞系中，HDAC 4通过降低组蛋白3和STAT 6的乙酰化以及Arg 1的转录激活，促进单核细胞和CD8α(+)的常规DC分化。 106 HDAC 1和HDAC 7通过与MEF2A/D异二聚体的相互作用参与巨噬细胞的分化，从而抑制c-JunE。 107 Src激酶介导的RUNX 1磷酸化使RUNX 1与HDAC 1/HDAC 3的相互作用减弱，这与DNA亲和力的增强和造粒诱导有关。 108 此外，RUNX 1和PU.1与ETO2-SIN3A-HDAC 2抑制剂复合物相互作用，共同激活M-CSFR和GM-CSFR的表达，从而控制粒细胞单核细胞的发育和活化。 109 在红细胞谱系上，EKLF可诱导HDAC 1/Sin3A抑制未分化的EBHX11L细胞β-珠蛋白的表达，而该复合物在EBHX11L细胞向原始红系表型分化过程中可转化为EKLF-p300/CBP-SWI/SNF复合物，促进β-珠蛋白的表达。 110 包含hdac的tcs也参与了γ-globin到β-globin切换，并强调hdac与 珠蛋白 基因转换可能提供干预的分子靶点。 β-珠蛋白 基因失调。 111 Ⅱ类HDACs在细胞质和细胞核之间穿行TFs，在红细胞发生过程中起着至关重要的作用。例如，虽然HDAC 5不具有去乙酰化酶活性，但它可以通过形成一个红系特异的hdac复合物，将GATA 1和EKLF从细胞质传递到细胞核。 112 在淋巴细胞谱系中，HDAC 3是前B细胞STAT5a-LSD1复合物的一个组成部分，它在基于蛋白质相互作用、基因组结合定位和结合亲和力的基础上决定STAT5a靶向基因的激活或抑制起双重作用。 113 在成熟的B细胞中，Bach 2通过去乙酰化组蛋白H3-K9来激活HDAC-NCoR 1/NCoR2-Rif1复合物来抑制Prdm 1的转录，从而阻碍B细胞向浆细胞的终末分化。 114 此外，HDAC 7在亲B细胞中与MEF2C有特异性的相互作用，HDAC7-MEF2C复合物参与沉默谱系不当基因，确保B细胞正确的分化。 115 ,116
HDACs是白血病融合蛋白最佳致癌活性的关键。 4 )。例如，AML1-ETO和RARα-PLZF通过HDAC 1/3的合成而引起造血分化基因的转录抑制，从而对白血病的发生起重要作用。 117 ,118 与不同HDACs的相互作用赋予TFs不同的功能。例如，在B细胞非霍奇金淋巴瘤(B-NHL)中，HDAC9-BCL6复合物的异常表达与淋巴管生成有关. 119 在滤泡性淋巴瘤(FL)和弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)中，CBP突变使HDAC9-BCL6复合物的乙酰化失效，导致BCL6-SMRT-HDAC 3复合物在B细胞免疫应答基因增强子处的去乙酰化作用，从而促进淋巴再生。 120 在miR-155诱导的前B细胞白血病/淋巴瘤中，BCL 6复合物中的HDAC 4在抑制白血病的发生中起着重要的作用。 121
组蛋白甲基转移酶 组蛋白甲基化信号是造血的重要调控机制。在HSCs中，许多参与多个家系分化的基因被二价标记标记H3K27me3和活性标记H3K4me2和H3K4me3标记所标记。这些原始细胞中的许多特定谱系基因具有不同的组蛋白修饰模式，表明特定的表观遗传组合为这些基因的选择性表达或在谱系承诺过程中沉默做准备。
HMT通过以下多层机制参与造血调控。(1)细胞发育阶段对TF甲基化的特异性调控。例如，RUNX 1在髓系分化时由PRMT 1甲基化，而在HSPC中由PRMT 4甲基化。前者阻止RUNX 1与SIN3A密码子的结合，并作为RUNX 1依赖转录的辅激活物发挥作用。 122 后者通过组装一种抑制RUNX 1靶基因的甲基-RUNX 1依赖的抑制剂复合物来阻止髓系分化。 123 (2)通过含HMT的TCS对组蛋白标记进行特异性修饰。在巨核/红系祖细胞中，RUNX1-PRMT6-Sin3A-HDAC复合物对巨核细胞分化基因的二价组蛋白标记有影响。在巨核细胞分化后，与RUNX 1辅激活物交换。 124 (3)通过蛋白酶体介导的降解调节TF的表达。例如，MLL通过掩盖RUNX 1-蛋白酶体相互作用域，可能通过甲基化赖氨酸残基来稳定泛素-蛋白酶体介导的RUNX 1/AML 1的降解。在MDS和AML中，RUNX 1 N端突变的一个子集破坏了其与MLL的相互作用，导致PU.1调控区内H3K4me3标记丢失，PU.1表达降低。 125 (4)HMT与其它TCS的串扰。例如，已发现PRMT 4与Mi2α/NuRD串话， 126 Swi/SNF和中介复合物调节造血信号。 127 PRMT 1与RBM 15上E3连接酶CNOT 4的串扰控制部分造血因子的RNA剪接。 128
肿瘤融合TFs异常募集HMTs到关键造血基因是转录去调控的关键。H3K4甲基转移酶活性所需的SET结构域在MLL融合中不断丢失，通常通过与HAT/HMT替代酶通过伙伴蛋白相互作用而得到补偿。例如，MLL-EEN融合蛋白通过在MLL靶点引入异常的H4R3me2来诱导cbp和prm 1诱导原代髓系祖细胞的转化。 霍克斯 基因座。 129 此外，MLL融合伙伴，如AF4、AF9、AF10和ENL与DOT1L结合，导致H3K79me2激活，DOT1L被加入POLⅡ延伸复合物，并维持开放染色质状态。 130 在MLL-AF9靶基因上，DOT1L的吸收减少导致H3K79me2和H3K79me3的差异丢失。 130 有趣的是，PRDM 16通过激活gfi1b来特异性地抑制MLL融合蛋白诱导的白细胞生成，而gfi1b又抑制hoxa基因簇。 131 (无花果) 5 )。因此，甲基转移酶可能是表观遗传治疗的有前途的靶点。 132 尤其是，解除对H3K27甲基化的管制与肿瘤的发生有关。在FL、生发中心B细胞淋巴瘤、MDS和AML中发现H3K27甲基转移酶EZH 2的功能增益突变或上调。EZH 2抑制剂3-deazaneplanocinA(DZNep)选择性诱导多种血液恶性肿瘤细胞凋亡，促进K 562细胞红系分化。 133
图5 HMT/HDT在TCS中的调控机制与恶性造血的发病机制和治疗密切相关。HMTs和HDTS在多种恶性血液病中反复变异或异常表达。它们在转录复合物中对组蛋白和非组蛋白的内在活性对正常和恶性造血的表观遗传控制至关重要，可被药物干预或参与药物治疗。 a 混合系白血病(MLL)-AF9融合白血病左面板。MLL-AF9招募DOT1L，一种组蛋白3赖氨酸79甲基转移酶(H3K79me1/me2/ME3)，通过H3K79二甲基化导致造血转化，导致HOXA 9和Meis 1等基因的异常转录。组蛋白H3K4甲基转移酶(组蛋白H3K4甲基转移酶)是DOT1L的拮抗剂，它激活Gfi1b介导的基因转录，进而下调Hoxa基因簇。然而，在MLL-AF9白血病中，DNA甲基化始终抑制PRDM 16的表达。与DOT1L类似，H3K9me2/ME1脱甲基酶JMJD1C通过影响MYB、MYC和HOXA9-Meis 1基因表达程序，促进MLL-AF9白血病的维持，提示不同类型的HMTs和/或含有HDT的TCS可以调节单个基因。b 生长因子独立1(GFI 1)是启动内皮-造血转换(EHT)的关键，因为它被LSD 1-核心抑制复合物(LSD 1)所激活，从而使内皮程序沉默，并允许HSCs的出现。LSD 1抑制剂对GFI1-LSD 1抑制复合物的破坏或分离可诱导某些亚型AML的分化。 c UTX是TAL 1的辅助激活因子，由于它通过H3K27me3去甲基化促进靶基因位点的开放染色质结构，对TAL 1阳性细胞的白血病维持至关重要。一种基于UTX抑制的治疗方法是通过下调TAL 1白血病基因表达程序来诱导细胞死亡。 d UTX是RA诱导白血病细胞分化的重要介质.Ra处理导致抑制性标记的协同清除，多梳组蛋白的移位，激活标记的沉积。Ra通过招募NCoA 6、UTX和ASH2L促进RAR靶基因的激活，同时伴有H3K27的去甲基化和H3K4的三甲基化。
组蛋白去甲基酶 HDTS主要分为两个家族：LSD家族(LSD1-2)和JmjC家族(KDM2-7)。LSD家族含有Flavin腺嘌呤二核苷酸依赖的单胺氧化酶，清除H3K4和H3K9残基的甲基标记。JmjC家族含有Fe(II)依赖性和α-戊二酸双加氧酶，根据JmjC结构域的结构，进一步将其分为H3K4-、H3K9-、H3K27-或H3K36-去甲基化活性基团。
HDTS通过HDT-TF相互作用，广泛参与从胚胎到成人的造血分化.例如，LSD 1对 ETV 2 成血管细胞中的基因是内皮细胞启动造血转分化(EHT)的关键。 134 在HSPC中，SALL 4动态控制LSD 1与造血调节基因的结合，LSD 1通过影响局部染色质结构参与抑制SAL 4的作用。 135 具体来说，LSD 1/Corest复合物的血统限制的部署控制了造血分化。例如，GFI 1招募LSD 1/COREST复合物，通过表观基因沉默造血内皮细胞中的内皮程序，并允许产生HSCs。 136 在红细胞发生过程中，小鼠胚胎发育完全沉默需要LSD 1/corest-bcl11A复合物。 β样珠蛋白 基因与人类 γ-珠蛋白 成体红系细胞中的基因。 137
TF-HDT的相互作用是多方面的.HDTS作为相互作用的辅助因子，一般起着致癌TCS的协同激活作用。例如，UTX是TAL 1的辅助激活因子，它在TAL 1靶位点去除H3K27me，从而使TAL 1介导的白血病程序激活。 138 JMJD1C作为AML1-ETO复合物的辅助激活剂，通过维持低的H3K9me2水平来驱动白血病程序。 139 JMJD1C也是MLL-AF9驱动和HOXA 9驱动的白血病干细胞(LSC)功能的重要介质。 5 )。JMJD1C的丢失显著降低MLL-AF9和HOXA 9/Meis 1白血病的LSC频率。 140 在这方面，一些与致癌TFs结合的HDTS被认为是药物靶点(如图所示)。 5 )。例如，ZEB2-LSD 1相互作用对高ZEB 2水平的T细胞生存至关重要，而T细胞对LSD 1抑制剂敏感。 141 此外，还开发了一些抑制剂来干扰LSD1-GFI 1/COREST复合物的功能，包括阻断其支架和酶功能，或从GFI 1抑制剂复合物中置换LSD 1。 142 ,143 然而，TF-HDT相互作用受蛋白质修饰的调节.Li等人发现PKA介导的TAL 1丝氨酸172磷酸化通过动态合成LSD 1复合物调控靶基因的转录，而LSD 1复合物是造血祖细胞分化和白细胞发生所必需的。 144 此外，在许多情况下，辅助性因素可以同时影响致癌因子和抑癌程序。 145 具体来说，TFs和辅助因子通过调节循环相互调节彼此的表达水平。例如，ARID5B和TAL 1不仅对彼此的转录有积极的调控作用，而且还能协同调控TAL 1的靶基因，从而促进T细胞白血病的发生。 146 此外，辅助因子之间的相互作用在TCS的最优活性中起着关键作用。例如，JMJD1B具有组蛋白H3K9me1/2脱甲基酶活性，并通过与CBP的协同作用诱导白血病LMO 2的表达。 147
HDTS与药物反应有关。 5 )。例如，在APL中，UTX-NCoA6-ASH2L-PML/RARα复合物通过H3K4甲基化、H3K27去甲基化和随后的RAR靶基因转录激活对APL细胞分化至关重要。 148 同样，PHF 8作为一种辅助激活剂，被RARα融合物招募，以激活其下游靶点的表达。PHF 8的强制表达使ATRA耐药的APL细胞重新敏感。 149 相反，TFs也参与HDT抑制剂的抗白血病作用。关于这个问题，Cusan等人。结果显示，由C/EBP、α和PU.1调控的髓样TF网络的形成介导了LSD 1抑制剂的抗白血病活性。C/EBP、α和PU.1在LSD 1抑制剂诱导的动态位点上的干扰使AML细胞对LSD 1抑制的抗性增强。 150
