Транскрипционный фактор С/Е В Ра, который необходим для развития гранулоцитов, экспрессируется исключительно в миелоидных прогениторах и их дифференцированных потомках (Akashi et al., 2000). Принудительная экспрессия С/ЕВРа в В-лимфоцитах из костного мозга или селезенки ведет к эффективной трансдифференцировке инфицированных В-клеток в функциональные макрофаги в течение 5 дней (Xie et al., 2004). Таким образом, С/ЕВРа активирует миелоидную генную программу и параллельно репрессирует гены, специфичные для В-клеток, интерферируя с транскрипционной активностью Рах5 (Xie et al., 2004). Следовательно, потеря функции Рах5, по-видимому, облегчает превращение В-клеток, присущее миелоидной клеточной линии в ответ на эктопическую экспрессию С/ЕВРа (рис. 21.11).
Условная инактивация гена однозначно указывает на решающую роль Рах5 в контроле идентичности В-клеток в процессе В-лимфопоэза. Cre-опосредованная генная делеция в коммитированных про-В-клетках показывает, что Рах5 необходим не только для того, чтобы инициировать свою В-лимфоидную программу транскрипции, но и для поддержания ее на ранних этапах развития В-клетки (Mikkola et al., 2002). Как следствие инактивации Рах5, ранее коммитированые про-В-клетки восстанавливают способность дифференцироваться в макрофаги in vitro и возрождать развитие Т-клеток in vivo (рис. 21.11) (Mikkola et al., 2002). Условная) делеция Рах5 в зрелых В-клетках также ведет к утрате Рах5-зависимой программы экспрессии гена (Horcher et al., 2001; Delogu et al., 2006). Однако более удивительно то, что зрелые В-клетки с делецией Рах5 все время ретродифференцируются in vivo в мутантные по Рах5 прогениторы после того, как их инъецируют в мышей, дефектных по RAG2. Эти мутантные по Рах5 прогениторы возвращаются в костный мозг, из которого они заселяют тимус и полностью восстанавливают развитие Т-клеток в RAG2-дефицитном хозяине (рис. 21.11)
Рис. 21.11. Пластичность В-лимфоцитов на разных этапах развития
Эктопическая экспрессия Вс16 и МТАЗ в установившихся линиях клеток плазмы сайленсирует транскрипцию генов, специфических для плазматических клеток, и одновременно реактивирует программу экспрессии В-клеток (оранжевая стрелка) (Fujita et al., 2004). CD19+ В лимфоциты, которые не были далее охарактеризованы относительно их стадии развития, подвергаются стремительной трансдифференцировке в макрофаги in vitro в ответ на принудительную экспрессию С/ЕВРа (красная стрелка) (Xie et al., 2004). Условная делеция Рах5 позволяет коммитированным про-В-клеткам и даже зрелым В-клеткам ретродифференцироваться in vivo в некоммитированные прогениторы, которые затем развиваются в остальные типы гематопоэтических клеток в костном мозге или в Т-клетки в тимусе (черные стрелки) (Mikkola et al., 2002; С. Cobaleda и М. Busslinger, неопубликованные данные). Синий цвет означает экспрессию Рах5 во время развития В-клетки
Тот факт, что соответствующие дважды-позитивные тимоциты CD4+CD8+ несут IgH и Ig? и перестройки TCRa and TCRfi, однозначно демонстрирует, что зрелые В-клетки после потери Рах5 могут быть превращены в Т-клетки через ретродифференцировку в стадию некоммитированной клетки-прогенитора (С. Cobaleda and М. Busslinger, неопубл.). Следовательно, экспрессия Рах5 постоянно требуется для поддержания идентичности В-лимфоцитов от стадии про-В-клетки до стадии зрелой В-клетки. На основании анализа других систем развития у мух и позвоночных животных, предполагается, что транскрипционные факторы инициируют «решение» о той или иной судьбе клетки посредством изменения паттернов экспрессии генов, тогда как транскрипционное состояние коммитированных клеток впоследствии поддерживается эпигенетическими факторами, кодируемыми группами генов Polycomb и Trithorax (Ringrose and Раю, 2004; обсуждается подробнее в главах 11 и 12). Постоянная потребность в транскрипционном факторе Рах5 могла бы свидетельствовать против важной роли этих систем эпигенетической памяти в развитии В-клеток. Однако более вероятно, что Рах5 может поддерживать идентичность В-клеток, выступая ключевым фактором рекрутирования, чтобы нацелить белковые комплексы Polycomb или Trithorax на регуляторные элементы генов.
5. Заключительные замечания
Резюмируя вышеизложенное, заметим, что в регуляции и направлении развития лимфоцита участвуют разнообразные эпигенетические механизмы. Из всех различных эпигенетических регуляторов мы в настоящее время больше всего знаем о роли транскрипционных факторов, которые контролируют общие паттерны генной экспрессии, рекрутируя модифицирующие хроматин активности (такие, как ацетилтрансферазы гистонов или деацетилазы гистонов) к регуляторным элементам генов. Меньше известно про контроль над генной экспрессией метилтрансферазами гистонов, белками групп Trithorax и Polycomb или путями microRNA и siRNA. Расшифровка роли этих регуляторных систем потребует экспериментально сконструированной условной инактивации гена, потому что метилтрансферазы гистонов, белки Trithorax и Polycomb так же, как и компоненты аппарата RNAi, являются фундаментально важными не только для лимфопоэза, но также и для эмбрионального развития. Более того, развитие и доступность методов иммунопреципитации хроматина на микрочипе (ChlP-on-chip) позволят с высоким разрешением картировать эпигенетические модификации в целых хромосомах и сложных локусах (таких, как локусы рецепторов антигенов) на разных стадиях лимфопоэза. Эти недавние достижения, по-видимому, обеспечат новое понимание механизмов эпигенетического контроля, лежащих в основе развития лимфоцитов.