2.2. Транскрипционные факторы

Вступление лимфоидных прогениторов на путь В-клеток зависит от транскрипционного фактора Е2А (Tcfe2a) типа «спираль-петля-спираль», раннего фактора В-клеток EBF1 и от белка Рах5 (BSAP), имеющего парный (спаренный) домен (paired domain protein) (рис. 21.4). Е2Аи EBF1 координированно активируют экспрессию генов, специфичных для В-клеток, которые важны для выработки ранних про-В-клеток (Busslinger, 2004). Тем не менее, активация транскрипционной программы, специфичной для В-клеток, недостаточна для коммутирования ранних прогениторов к В-лимфоидной линии в отсутствие Рах5. В костном мозге гомозиготная мутация Рах5 останавливает развитие В-клеток на стадии ранней про-В-клетки (Nutt et al., 1997). Pax5^-/ про-В-клетки сохраняют мощный потенциал самообновления и развития, характерный для некоммитированных лимфоидных прогениторов (Nutt et al., 1999). Интересно, что эктопическая экспрессия миелоидных факторов транскрипции эффективно индуцирует переключение линии с лимфоиднои на миелоидную дифференциацию в прогениторах Рах5^-/-, показывая, что про-В-клетки Рах5^-/- in vitro являются клонируемыми лимфоидными прогениторами с латентным потенциалом миелоидной дифференцировки (Busslinger, 2004). Важно, что восстановление экспрессии Рах5 подавляет этот мультилинейный потенциал про-В-клеток Рах5^-/- одновременно стимулируя их развитие в зрелые В-клетки (Nutt et al., 1999). Эти эксперименты позволяют определить Рах5 как критичный фактор коммутирования В-линии, который ограничивает возможности развития лимфоидных прогениторов только путем развития В-клеток.

^{Рис. 21.3. Схема развития В-клеток}

^{Гематопоэтические стволовые клетки (HSC) дифференцируются через обозначенные стадии развития в секретирующие иммуноглобулин плазматические клетки: LMPP — лимфоид-праймированные мультипотентные прогениторы; СМР — общий миелоидный прогенитор; ELP — самые ранние прогениторы лимфоцитов: CLP — общий лимфоидный прогенитор. Части 1-111, указанные внизу рисунка, обозначают стадии лимфопоэтического развития, эпигенетические механизмы которых были исследованы и которые обсуждаются в этой главе}

^{Рис. 21.4. Транскрипционный контроль раннего лимфопоэза}

^{Прогениторы естественных киллеров (NK), линий В- и Т-клеток развиваются из гемопоэтических стволовых клеток (HSC) под контролем обозначенных факторов транскрипции. Детальное описание см. Bussinger (2004)}

Некоммитированные гематопоэтические прогениторы беспорядочно экспрессируют гены с различными программами посредством процесса, который известен как «праймирование линии» (Miyamoto et al., 2002). В соответствии с этим открытием, про-В-клетки Рах5^-/- экспрессируют не только гены, характерные для про-В-клеток, но и гены программ, специфичных для других линий (Nutt et al., 1999). При линейном коммитировани Рах5 выполняет двойную роль, активируя специфичные для В-клеток гены и одновременно подавляя гены, не подходящие для линии (рис. 21.5) (Nutt et al., 1999). Рах5 активирует несколько генов-мишеней, кодирующих существенные компоненты сигнального пути, связанного с рецептором пре-В-клеток (BCR), такие, как трансдуцирующая сигнал цепь Ig? (mb-1, Cd79a), стимулирующие корецепторы CD, 19 и CD1, а также центральный адаптерный белок BLNK (рис. 21.5) (Busslinger). Таким образом, функция трансактивации Рах5 облегчает передачу сигнала от pre-BCR и BCR, образуя важные контрольные точки в развитии В-клеток. С другой стороны, гены, репрессированные Рах5, кодируют избыток выделенных белков, молекулы клеточной адгезии, передатчики сигналов и белков ядра, которые экспрессируются в эритроидных, миелоидных и (или) Т-лимфоидных клетках (рис. 21.5) (Delogu et al., 2006). Среди них — гены Csflr (М-CSFR) и Notchl. что является хорошим примером того, как их Рах5-зависимая даун-регуляция делает коммутированные В-клетки больше не реагирующими на миелоидный цитокин M-CSF (Nutt et al., 1999) или на Notch лиганды, индуцирующие Т-клетки (Busslinger, 2004). Следовательно, репрессивная функция Рах5 содействует коммитированию В-клеток, прекращая работу ненужных сигнальных систем. Взаимодействуя с ко-репрессорами белкового семейсва Groucho, Pax5 может рекрутировать деацетилазы гистонов (HDACs) к регуляторным элементам, результатом чего является репрессия генов (Linderson et al., 2004).

^{Рис. 21.5. Двойная роль Рах5 в развитии В-клеток}

^{Рах5 активирует гены, специфичные для В-клеток, участвующие в (пре)ВСВ-сигналинге и подавляет неприемлемые для линии гены, необходимые для трансдукции сигнала в миелоидных (FcRy, Csfr) или Т-лимфоидных (Notchl, CD28, Grap2)}

Е2А, EBF1 и их гены-мишени обычно экспрессируются в Pax^-/- про-В-клетках, указывая, что Рах5 в развитии В-клеток функционирует «вниз по течению» от Е2А и EBFT1 (Nutt et al., 1997; Busslinger, 2004). Согласно этим наблюдениям, транскрипты Рах5 отсутствуют и в прогениторах E2A^-/- или EBFI^-- (Ikawa et al., 2004; Medina et al., 2004). Прогениторы E2A^-/- экспрессируют EBF1 на низком уровне, в то время как Е2А нормально транскрибируются в прогениторах EBF1^- (Medina et. al., 2004). Более того, ретровирусное восстановление экспрессии EBF1 в прогениторах Е2А^-- активирует транскрипцию Рах5 и таким образом инициирует дифференцировку про-В-клеток (Seet et al., 2004). Отсюда следует, что эти три транскрипционных фактора стимулируют раннее развитие В-клеток в генетической иерархии E2A-EBF1-Pax5. Тем не менее, в пределах В-лимфоидной линии экспрессия EBFI поддерживается благодаря регуляции белком Рах5, основанной на обратной связи (рис. 21.4) (Horher et al., 2001; Fuxa et al., 2004).