Ep400-flox 基因敲除小鼠

Ep400，也称为E1A结合蛋白p400，是一种重要的ATP依赖性染色质重塑酶，属于NuA4/TIP60复合物的一个组成部分。该复合物融合了酵母SWR1和NuA4复合物的功能，负责将组蛋白变体H2A.Z整合到核小体中，并对组蛋白H4、H2A和H2A.Z进行乙酰化，以调节基因表达和维护基因组稳定性。Ep400在该复合物中充当支架，维持不同功能模块在特定位置，并创建一个独特的actin相关蛋白（ARP）模块排列。同时，Ep400与TRRAP亚基相互作用，防止形成混合的SAGA复合物[4]。

在基因激活过程中，Ep400与组蛋白H2A.Z和H3.3一起存在于启动子和增强子区域，并促进转录的进行。在体外实验中，含有乙酰化的H2A.Z和H3.3的染色质可以刺激转录，而Ep400是这一过程所必需的[3]。此外，Ep400还能够促进H2A.Z/H3.3在启动子和增强子区域中的沉积，并在体内影响转录[3]。

除了在基因激活中的作用，Ep400还与多种生物学过程相关。在哺乳动物中，SWI/SNF染色质重塑复合物负责在基因启动子和增强子区域移动和驱逐核小体，以调节DNA的可及性。研究发现，当SWI/SNF活性被抑制时，Ep400/TIP60重塑酶可以补偿性地重新建立大多数启动子的可及性，维持基因转录[1]。此外，Ep400还在卵母细胞质量和早期胚胎发育中发挥关键作用。在卵母细胞中，Ep400的耗尽会导致卵母细胞质量下降和受精异常。缺乏母体Ep400的胚胎在植入前阶段表现出主要合子基因组激活（ZGA）减少，并在2-4细胞阶段出现发育停滞。EP400与NFYA形成蛋白复合物，占据主要ZGA基因的启动子，调节H3.3在常染色质和异染色质之间的分布，促进转录延伸，激活调节线粒体功能的基因表达，并促进TCA循环限速酶的表达[2]。

此外，Ep400的变体EP400NL在转录调控中也发挥重要作用。EP400NL形成人类NuA4样染色质重塑复合物，缺乏TIP60组蛋白乙酰转移酶和EP400 ATP酶，但具有与人类NuA4复合物相似的H2A.Z沉积活性。研究表明，EP400NL的转录协同激活功能对于血清和IFNγ诱导的PD-L1基因激活是必需的，并参与调节线粒体生物发生[5]。

研究还发现，EP400基因的变异与多种遗传疾病相关，包括癫痫和神经发育障碍。在402个癫痫和神经发育障碍（NDDs）的三代家系中进行全外显子测序，发现6个无关联个体中存在复合杂合EP400变异。此外，通过匹配平台招募的6个EP400个体中，包括2个新发杂合变异和4个复合杂合变异。研究发现，EP400在发育中的大脑和分化细胞中高度表达，表明其在神经发育中的重要作用。敲除果蝇中EP400的正交同源基因会导致对癫痫的敏感性显著增加和神经元放电异常。斑马鱼中ep400的CRISPR敲除会导致脑发育异常、适应能力下降、对刺激反应降低、癫痫样放电、细胞凋亡异常和对癫痫的易感性增加。转录组分析表明，ep400缺陷导致84个与癫痫/NDD相关的基因表达失调，包括11个高度剂量敏感的基因[6]。

综上所述，Ep400是一种重要的染色质重塑酶，在基因激活、卵母细胞质量、早期胚胎发育和多种遗传疾病中发挥重要作用。Ep400的变异与癫痫和神经发育障碍相关，并可能成为癌症治疗的新靶点。