Tet2-flox 基因敲除小鼠

Tet2基因，也称为Ten-Eleven Translocation-2，是一种重要的DNA修饰酶基因，属于Tet基因家族。Tet基因家族是一类进化上保守的DNA双加氧酶，催化5-甲基胞嘧啶（5-mC）转化为5-羟甲基胞嘧啶（5-hmC），从而促进DNA去甲基化[1]。Tet2在造血组织中表达丰富，尤其在造血干细胞中。除了其羟基化酶活性外，Tet蛋白还能招募O-连接的β-D-N-乙酰氨基葡萄糖转移酶（OGT）酶到染色质上，促进组蛋白的翻译后修饰和基因表达[1]。

Tet2在造血过程中具有多效性作用，包括干细胞自我更新、谱系承诺和单核细胞的终末分化。Tet2基因突变或缺失会导致造血干细胞自我更新增加和髓系转化[2]。Tet2缺失的动物模型显示，Tet2缺失导致造血干细胞群体逐渐增大，最终在体内发生髓系增生，包括脾肿大、单核细胞增多和髓外造血。此外，Tet2杂合子小鼠也表现出造血干细胞自我更新增加和髓外造血，表明Tet2杂合子不足在体内促进了造血转化[2]。

Tet2基因在血液系统疾病中发挥着重要作用。Tet2基因突变在髓系和淋巴系恶性肿瘤中非常常见，包括骨髓增殖性肿瘤、骨髓增生异常综合征和白血病[1]。Tet2基因突变与肿瘤抑制基因的角色相符。Tet2缺失会导致全基因组开放的染色质状态和促进异常造血干细胞自我更新的基因激活[3]。Tet2通过氧化染色质相关的逆转录转座子RNA的5-甲基胞嘧啶（m5C），拮抗MBD6依赖的组蛋白H2A第119位赖氨酸（H2AK119ub）的去泛素化，从而促进开放的染色质状态。Tet2缺失导致组蛋白H2AK119ub的全球减少，染色质更加开放，并在干细胞中增加转录。Tet2突变的人类白血病依赖于这种基因激活途径，而MBD6的缺失可以特异性地阻断Tet2突变白血病细胞的增殖，并逆转Tet2缺失小鼠模型中的造血缺陷[3]。

此外，Tet2还参与调控基因启动子的可及性和染色质拓扑结构，以控制谱系特异性基因表达程序。Tet2和Tet3的缺失导致毛发形状和长度的显著改变，最终导致毛发脱落。通过DNA去甲基化，Tet2/Tet3控制染色质可及性和Dlx3结合以及Krt25和Krt28基因的启动子活性，这些基因调节毛发形状。此外，Tet2/Tet3还通过DNA甲基化非依赖性机制控制Keratin类型I/II基因位点中的三维染色质拓扑结构[4]。

Tet2基因表达和5mC氧化在乳腺癌细胞中受雌激素信号通路的调节。雌激素信号通路在多种生理和病理生理过程中发挥作用。研究表明，雌激素信号通路可以上调TET2基因的表达和蛋白质水平。雌激素处理可以增加ERα和H3K27ac在TET2基因上游调控区域的富集。此外，雌激素处理还可以显著增加全基因组5hmC水平，而TET2基因敲除可以消除这种雌激素诱导的5hmC增加。相反，使用ICI 182780，一种强效和选择性的雌激素受体降解剂（SERD），可以抑制TET2基因表达并下调5hmC水平[5]。

Tet2基因还通过去甲基化增强子来共激活基因表达。TET2酶催化修饰的DNA碱基5-甲基胞嘧啶转化为5-羟甲基胞嘧啶。TET2在多种人类癌症中频繁突变或失调，TET2的缺失与DNA甲基化模式的变化相关。研究表明，内源性TET2占据活性增强子并促进雌激素受体α（ERα）的适当招募。通过CRISPR-CAS9技术敲除TET2会导致增强子区域DNA甲基化的全球增加，从而抑制雌激素反应。此外，还发现TET2和ERα之间存在正反馈回路，并需要MLL3 COMPASS复合物在增强子上的存在[6]。

Tet2基因还参与免疫和炎症的调节。Tet2在炎症消退期间选择性地介导内源性巨噬细胞和树突状细胞中白介素-6（IL-6）转录的活性抑制。Tet2缺失导致在脂多糖挑战反应的晚期阶段上调多种炎症介质，包括IL-6。Tet2缺失小鼠对内毒素休克和葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎更敏感，表现出更严重的炎症表型并增加IL-6的产生。IκBζ，一种IL-6特异性转录因子，介导Tet2对Il6启动子的特异性靶向，进一步表明IκBζ在炎症初期和消退阶段具有相反的调节作用。对于抑制机制，Tet2通过组蛋白去乙酰化，独立于DNA甲基化和羟甲基化，招募Hdac2并抑制Il6的转录[7]。

综上所述，Tet2基因在造血过程中具有多效性作用，包括干细胞自我更新、谱系承诺和单核细胞的终末分化。Tet2基因突变或缺失会导致造血干细胞自我更新增加和髓系转化。Tet2在血液系统疾病中发挥着重要作用，参与调控基因启动子的可及性和染色质拓扑结构，以控制谱系特异性基因表达程序。此外，Tet2基因表达和5mC氧化受雌激素信号通路的调节，并且Tet2基因通过去甲基化增强子来共激活基因表达。Tet2基因还参与免疫和炎症的调节，通过组蛋白去乙酰化抑制IL-6的转录。这些研究揭示了Tet2基因在造血、基因表达调控和免疫炎症反应中的重要作用，为进一步研究Tet2基因的功能和开发针对Tet2突变恶性疾病的疗法提供了新的思路和策略。