Aff1-flox 基因敲除小鼠

AFF1，也称为AF4/FMR2家族成员1，是一种重要的转录因子，在细胞分化和发育过程中发挥关键作用。AFF1主要作为超延伸复合物（SEC）的核心支架蛋白，参与调控基因转录过程。SEC是一种多亚基复合物，包含RNA聚合酶II、转录延伸因子、染色质修饰酶等多种蛋白质，负责促进RNA聚合酶II在基因启动子附近的转录延伸。AFF1通过与SEC其他亚基的相互作用，调控RNA聚合酶II的C端结构域磷酸化，从而影响基因转录的速率和效率。

AFF1的异常表达与多种疾病的发生发展密切相关。例如，在急性淋巴细胞白血病（ALL）中，KMT2A基因与AFF1基因发生染色体易位，形成KMT2A-AFF1融合基因。KMT2A-AFF1融合蛋白通过直接结合和诱导关键基因的异常过表达，如抗凋亡因子BCL2和原癌基因MYC，驱动白血病的发生。此外，KMT2A-AFF1融合蛋白还通过间接诱导基因沉默等网络生成的调控输出，进一步影响细胞行为。

为了更好地理解KMT2A-AFF1驱动的调控景观，研究人员整合了染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）、患者RNA测序和CRISPR功能筛选等技术，构建了一个基因调控网络模型。该模型揭示了KMT2A-AFF1通过一系列转录因子，如RUNX1，调控下游目标基因的机制，包括正向反馈环（FFL）和级联调控模式。研究发现，KMT2A-AFF1和RUNX1形成的级联调控网络可以抑制CASP9基因的表达，而KMT2A-AFF1驱动的FFLs则通过组合转录因子活性调控BCL2和MYC的表达。这些发现表明，基因调控网络模型可以帮助我们更好地理解KMT2A-AFF1的行为及其在白血病发生发展中的作用[1]。

KMT2A基因是急性白血病中常见的染色体易位目标基因。KMT2A基因编码组蛋白赖氨酸特异性N-甲基转移酶2A，参与调控染色质的表观遗传修饰。KMT2A基因易位导致KMT2A融合蛋白的形成，如KMT2A-AFF1、MLLT1和MLLT3，这些融合蛋白通过调节表观遗传机制影响白血病的发生发展。KMT2A基因易位的存在是急性白血病不良预后的独立风险因素。在儿童ALL中，超过70%的新诊断病例为KMT2A易位型ALL。KMT2A易位型ALL具有高白细胞计数、中枢神经系统（CNS）受累、早期复发和预后不良等特点。目前，KMT2A基因易位型ALL的精确治疗策略仍在研究之中，未来可能需要考虑包括靶向免疫治疗在内的多种治疗手段，以提高患者的生存率[2]。

MLL基因重排导致的ALL，即MLL-r-ALL，在儿童和成人ALL中分别占10%和5%。MLL-r-ALL具有高白细胞计数、早期复发、CNS受累和预后不良等特点。MLL-r-ALL细胞对皮质类固醇和L-天冬酰胺酶治疗相对抵抗，但对阿糖胞苷化疗敏感。潜在的靶向治疗包括FLT3抑制剂、MEK抑制剂、HDAC抑制剂、BCL-2抑制剂、MCL-1抑制剂、蛋白酶体抑制剂、低甲基化剂、Dot1L抑制剂和CDK抑制剂等。MLL-r-ALL的研究有助于深入理解其发病机制、风险分层和治疗方法，为改善患者预后提供新的思路和策略[3]。

新生儿白血病是指在出生后28天内发生的白血病，其中大部分病例为先天性。新生儿白血病以急性髓系白血病（AML）为主，常表现为单核细胞/单核细胞特性。其他病例为急性淋巴细胞白血病（ALL），特别是B系ALL，但也有混合表型或浆细胞样树突状细胞肿瘤。新生儿白血病最常见的细胞遗传学/分子学异常是t(4;11)(q21.3;q23.3)/KMT2A-AFF1易位，其次是t(1;22)(p13.3;q13.1)/RBM15-MKL1易位和t(8;16)(p11.2;p13.3)/KAT6A-CREBBP易位。新生儿白血病的临床特征包括显著的肝脾肿大和高发病率皮肤受累，有时甚至在骨髓疾病缺乏的情况下。新生儿白血病的一个显著特征是部分病例可以自发缓解，特别是在t(8;16)易位的情况下。新生儿白血病的研究有助于我们更好地了解其临床、细胞遗传学和分子学特征，为临床治疗提供依据[4]。

KMT2A-AFF1融合基因是人类诱导多能干细胞（hiPSC）的一种模型，用于研究新生儿白血病的发病机制和风险评估。在该研究中，研究人员建立了一个携带KMT2A-AFF1融合基因的hiPSC细胞系，该细胞系具有同时诱导KMT2A-AFF1和EGFP表达的能力。该hiPSC细胞系可以作为一种强有力的模型，用于研究新生儿白血病的发病机制和风险评估[5]。

AFF1的乙酰化修饰在基因毒性应激反应中发挥重要作用。研究发现，在暴露于基因毒性试剂后，细胞会抑制转录以防止与修复机制发生碰撞，并建立适当的DNA损伤反应。AFF1的乙酰化修饰可以降低其与其他SEC成分的相互作用，并损害P-TEFb介导的RNA聚合酶II C端结构域磷酸化。在生理条件下，AFF1的乙酰化修饰是动态的，并与转录的全局下调密切相关。这些发现揭示了AFF1在基因毒性应激反应中的动态转录调控机制[6]。

在成人B细胞ALL中，基因组分类可以改善风险评估。研究发现，成人B细胞ALL的基因组亚型与其预后密切相关。DUX4重排、ETV6-RUNX1样、TCF3-PBX1、PAX5 P80R和高超二倍体等基因亚型与良好预后相关，而Ph样、KMT2A-AFF1、低超二倍体/近单倍体和BCL2/MYC重排等基因亚型与不良预后相关。此外，IKZF1和TP53基因的变异也与预后相关。这些发现表明，基因组分析在成人B细胞ALL的风险评估中具有重要意义，可能为未来的治疗提供新的思路和策略[7]。

环形RNA（circRNA）在白血病的发生发展中发挥重要作用。研究发现，在KMT2A-AFF1易位型ALL中，circRNA的表达发生异常，且大多数circRNA在白血病细胞中呈现异常表达。研究发现，circFKBP5、circKLHL2、circNR3C1和circPAN3等circRNA在KMT2A-AFF1 ALL中发挥致癌作用，其沉默可以影响细胞增殖和凋亡。此外，circAFF1在部分KMT2A-AFF1 ALL病例中表达上调，提示circRNA的表达上调是维持白血病细胞恶性表型的重要机制[8]。

AFF1在脂肪生成分化过程中发挥重要作用。研究发现，AFF1通过靶向TGM2基因的转录抑制脂肪生成分化。在hMSCs和3T3-L1前脂肪细胞中，AFF1的敲低可以增强脂肪生成分化，而AFF1的过表达则抑制脂肪生成分化。机制研究表明，AFF1结合TGM2基因的启动子区域并调控其转录。过表达TGM2可以挽救AFF1敲低细胞中的脂肪生成分化。这些发现表明，AFF1通过调控TGM2的转录抑制脂肪生成分化[9]。

转录延伸控制是缺氧反应的重要组成部分。研究发现，BRD4而非AFF1/4是缺氧应激反应所必需的CDK9复合物的组成部分。BRD4的C端区域对于PAF1C招募到缺氧反应基因上是必需的，而PAF1C的破坏可以损害缺氧诱导的BRD4介导的RNA聚合酶II释放。这些发现揭示了缺氧反应中转录延伸控制的潜在靶标机制[10]。

综上所述，AFF1作为一种重要的转录因子，在细胞分化和发育过程中发挥关键作用。AFF1的异常表达与多种疾病的发生发展密切相关，包括急性白血病、脂肪生成分化异常等。研究AFF1的功能及其在疾病中的作用，有助于我们深入理解基因转录调控的机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。