Baz2a-flox 基因敲除小鼠

BAZ2A，也称为TIP5（transcription termination factor-1 interacting protein 5），是一种重要的表观遗传调控因子。它包含一个植物同源结构域（PHD）、一个溴结构域（BRD）和一个甲基-CpG结合结构域（MBD）-样TAM结构域。BAZ2A是染色质重塑复合物NoRC的关键组分，参与调节基因转录和非编码RNA的表达。BAZ2A在多种生物学过程中发挥作用，包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。

在前列腺癌（PCa）中，BAZ2A的功能更为突出。BAZ2A在PCa细胞中与H3K14ac富集的染色质区域共定位，并通过其BRD结构域特异性结合H3K14ac。BAZ2A与未活化的增强子结合，抑制基因转录，这些基因在侵袭性和低分化PCa中通常被沉默。BAZ2A介导的抑制还与EP300相关，EP300是一种组蛋白乙酰转移酶，可乙酰化H3K14ac。BAZ2A-BRD突变或抑制BAZ2A-BRD/H3K14ac相互作用的抑制剂可损害PCa干细胞。此外，BAZ2A-BRD的药理学失活可损害Pten缺失的肿瘤原性转化。这些发现表明BAZ2A-BRD在PCa干细胞特征中发挥作用，并建议潜在的表观遗传阅读器治疗策略，以靶向BAZ2A治疗侵袭性PCa[1]。

在胚胎干细胞（ESC）中，BAZ2A参与维持基因组结构和染色质组织。在开放和活性染色质的ESC中，BAZ2A与SNF2H、DNA拓扑异构酶2A（TOP2A）和凝聚素相互作用。BAZ2A与活性A染色质区域内的染色质亚域相关，这些区域通过长程接触相交。BAZ2A的耗尽增加了B染色质的可及性。此外，BAZ2A以TOP2A依赖性方式调节H3K27me3的基因组定位。最后，基础状态ESC需要BAZ2A进行生长、分化和正确表达发育基因。这些结果表明，开放染色质区域有侵入抑制性区域的趋势，这是通过染色质重塑来抵消的，以建立基因组分区并保持细胞身份[2]。

BAZ2A还通过与RNA的相互作用来抑制基因表达。BAZ2A通过其RNA结合TAM结构域使用与rDNA沉默不同的机制来抑制基因。尽管TAM结构域介导BAZ2A募集到rDNA，但在PCa中，这不是BAZ2A与目标基因结合所必需的。相反，BAZ2A-TAM结构域与RNA结合，介导与拓扑异构酶2A（TOP2A）和组蛋白脱甲基酶KDM1A的相互作用，这些在局部和转移性PCa中的表达与BAZ2A水平呈正相关。TOP2A和KDM1A的药理学抑制上调了由BAZ2A结合的未活化增强子调节的BAZ2A抑制基因，而rRNA基因不受影响。这些发现揭示了PCa中基于RNA的基因调控的新机制，并确定RNA介导的BAZ2A与TOP2A和KDM1A之间的相互作用抑制了与PCa相关的关键基因，这可能在患者中分层前列腺癌风险和治疗[3]。

除了在PCa中的作用外，BAZ2A还在其他癌症中发挥作用。BAZ2A（TIP5）在前列腺癌中过表达，并参与维持前列腺癌细胞生长，这是癌症细胞特有的特征。BAZ2A调节许多蛋白质编码基因，并直接与EZH2相互作用，以在基因中维持表观遗传沉默，这些基因在转移中被抑制。BAZ2A过表达与一种分子亚型紧密相关，该亚型表现出CpG岛甲基化表型（CIMP）。最后，BAZ2A水平高是7682名前列腺癌患者生化复发的独立预测因子。这项工作确定了表观遗传调节因子BAZ2A的一个新的异常作用，它也可以作为前列腺癌转移潜能的有用标记[4]。

此外，全癌和多组学分析揭示了BAZ2A在肝癌中的诊断和预后价值。BAZ2A在多种肿瘤组织中表达水平高，并与癌症患者的预后显著相关。BAZ2A在癌症发展中的机制可能涉及脂质代谢。这些结果有助于我们更好地了解BAZ2A在肿瘤发生和发展中的作用，并表明BAZ2A可能作为几种癌症的预后和诊断因子[5]。

BAZ2A的研究还涉及到开发选择性化学探针，以更好地理解其在染色质生物学中的作用。GSK2801是一种强效、选择性且细胞活性的乙酰赖氨酸竞争性BAZ2A和BAZ2B溴结构域抑制剂，以及GSK8573是一种不活跃的控制化合物。GSK2801与BAZ2溴结构域结合，具有解离常数（KD）分别为136和257 nM。细胞活性通过使用荧光恢复后光漂白（FRAP）监测GFP-BAZ2A从乙酰化染色质上的位移来证明。在小鼠中的药代动力学研究表明，GSK2801在口服给药后具有良好的体内暴露，清除率适度，血浆稳定性合理。因此，GSK2801代表了细胞和体内研究中理解BAZ2溴结构域在染色质生物学中作用的通用工具化合物[6]。

BAZ2A的TAM结构域在结合DNA或RNA时具有结构基础，不受甲基化状态的影响。BAZ2A的TAM结构域选择性地结合到dsDNA和dsRNA，并以序列非特异性方式结合到dsDNA的骨架上，这与MBD的碱基特异性结合不同。因此，这些结果解释了为什么BAZ2A的TAM结构域不像MBD那样特异性结合到mCG或TG dsDNA，并为BAZ2A作为转录因子在未来进行进一步的生物学研究提供了见解[7]。

此外，长非编码RNA（lncRNA）LINC00885在宫颈癌（CC）中通过竞争性结合miR-3150b-3p并上调BAZ2A表达来促进宫颈癌进展。LINC00885的过表达促进了增殖并抑制了凋亡，而其沉默则产生了相反的效果。LINC00885的细胞质定位得到了证实。此外，LINC00885与miR-3150b-3p竞争性结合，在CC细胞中上调BAZ2A的表达。拯救实验证实了LINC00885通过miR-3150b-3p/BAZ2A轴调节CC增殖和凋亡。最后，通过动物实验证实了LINC00885通过动物实验加剧了肿瘤生长。这些发现表明LINC00885通过调节miR-3150b-3p/BAZ2A轴在CC中发挥致癌作用。这些发现表明LINC00885可能作为CC患者的有希望的潜在治疗靶点[8]。

在儿童前B急性淋巴细胞白血病中，ETV6与BAZ2A基因内序列融合，导致ETV6重排。这种融合可能编码截断形式的ETV6，包含前54个氨基酸（aa），后跟来自3'融合序列的16个aa，类似于ETV6与MDS2、LOC115548、PER1和STL的融合。这种重排可能会通过激活隐匿启动子或受ETV6启动子的控制来改变BAZ2A的调控。此案例强调了“非生产性”ETV6重排在白血病中的重要作用[9]。

综上所述，BAZ2A是一种重要的表观遗传调控因子，参与调节基因转录和非编码RNA的表达。它在多种生物学过程中发挥作用，包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。在前列腺癌中，BAZ2A的功能尤为重要，它通过其BRD结构域与H3K14ac结合，抑制基因转录，并与PCa干细胞的特征相关。BAZ2A还通过与RNA的相互作用来抑制基因表达，并通过与TOP2A和KDM1A的相互作用来影响基因表达。此外，BAZ2A还在其他癌症中发挥作用，例如肝癌，并可能作为诊断和预后的有用标记。BAZ2A的研究还涉及到开发选择性化学探针，以更好地理解其在染色质生物学中的作用。这些发现有助于我们更好地了解BAZ2A在肿瘤发生和发展中的作用，并可能为癌症的治疗和预防提供新的思路和策略。