Yaf2-KO 基因敲除小鼠

基因Yaf2，全称为YY1-associated factor 2，是哺乳动物多梳基因家族（Polycomb Group，PcG）蛋白的一员。PcG蛋白在维持细胞身份和干细胞多能性方面起着重要作用，它们通过调控组蛋白修饰和染色质结构来抑制基因表达。Yaf2与YY1转录因子相互作用，参与调控PcG蛋白复合物的形成和功能。在胚胎干细胞（ESC）中，Yaf2的表达对神经分化至关重要，其缺失会导致异常的细胞命运决定和基因表达模式。

在神经分化过程中，Yaf2的表达模式与RYBP（YY1-binding protein）不同。RYBP的表达在神经分化过程中下降，而Yaf2的表达则上升。RYBP的缺失会通过激活Wnt信号通路和解除与非神经外胚层相关基因的抑制来损害神经分化。相反，Yaf2的缺失会促进神经分化，并导致RYBP结合的重新分布，增加RYBP和H2AK119ub在RYBP-YAF2共靶向基因上的富集，并防止神经分化细胞中非神经外胚层相关基因的异常解除[1]。这表明RYBP和YAF2在调节ESC神经分化方面具有不同的功能。

除了在神经分化中的作用，Yaf2还在肿瘤细胞中发挥抗凋亡作用。在人类肿瘤和非肿瘤细胞中，YAF2主要以丝氨酸167磷酸化的形式表达。磷酸化的YAF2通过抑制泛素化的FANK1蛋白的蛋白酶体降解来上调FANK1蛋白水平，从而抑制肿瘤细胞凋亡[2]。这表明YAF2可能在肿瘤发生和发展中发挥重要作用。

YAF2还参与YY1与Sirtuin6（Sirt6）的相互作用，导致线粒体转录因子A（Tfam）基因表达下调和线粒体功能的降低。在衰老的鳃类动物中，YY1和Sirt6的表达增加，它们通过YAF2的介导结合到Tfam基因的启动子区域，导致H3K9的去乙酰化，从而抑制Tfam的表达和线粒体呼吸活动[3]。

Yaf2基因在哺乳动物中产生两种不同的转录本，mYAF2-a和mYAF2-b，它们编码两种不同的Yaf2异构体。这两种异构体都在胚胎发育过程中表达，并在维持细胞身份和细胞增殖中发挥作用。生化证据和组织培养细胞中的共定位研究表明，Yaf2与Ring1B和/或Ring1A共同组装成PcG复合物[4]。

RYBP/YAF2-PRC1复合物和组蛋白H1依赖的染色质压缩在细胞分裂过程中介导H2AK119ub1的传播。这些复合物通过正反馈模型催化相邻核小体上H2A的泛素化，而组蛋白H1的压缩可以增强H2AK119ub1的远程传播，从而稳定地传递H2AK119ub1[5]。

YY1与YAF2的相互作用对于PcG蛋白的招募至关重要。YY1通过其REPO结构域与YAF2相互作用，并将YAF2招募到DNA上。当YY1的REPO结构域被删除时，这种相互作用会丢失。YAF2还可以与异源DNA结合域连接，并将PcG蛋白招募到DNA上，导致转录抑制。当dRYBP突变时，PcG蛋白在DNA上的招募减少[6]。

Yaf2通过磷酸化依赖性方式调节ESC的 pluripotency。Yaf2的缺失会导致ESC增殖受损和异常分化。基因组分析表明，Yaf2主要作为转录抑制因子发挥作用，特别影响与外胚层细胞命运相关的基因。Yaf2组装成非典型的PRC复合物，其区域包含氨基酸残基102-150对于这种组装是必需的。此外，Yaf2的丝氨酸166是磷酸化位点，其突变会导致Ring1B介导的H2A单泛素化受损，从而影响其抑制靶基因表达的能力[7]。

Yaf2在斑马鱼胚胎发生过程中抑制caspase 8介导的凋亡，并调节细胞存活。在斑马鱼胚胎发生过程中，zyaf2广泛表达，随后在前头部区域富集转录本。使用特异的morpholinos在胚胎发生过程中耗尽zyaf2会导致广泛的凋亡程序激活，并在一个体节阶段之前导致发育停滞。部分耗尽Yaf2会导致CNS退化，这与过多的凋亡有关。这些表型可以通过共注射人YAF2 mRNA和morpholinos或用泛caspase抑制剂或caspase 8特异性抑制剂处理来挽救。最后，在morphants中观察到的caspase 8激活与Yaf2抑制caspase 8介导的凋亡的能力相一致。这些发现表明Yaf2是斑马鱼早期发育和器官发生期间的存活因子[8]。

Salidroside通过调节miR-217-5p/YAF2轴减轻SAP引起的胰腺损伤和炎症。SAP大鼠模型和miRNA微阵列表明，Salidroside通过抑制炎症反应来减轻SAP。使用SAP细胞模型、ELISA和CCK-8实验研究了miR-217-5p在体外的影响。生物信息学分析、荧光素酶报告基因实验和miRNA pull-down实验研究了miR-217-5p的潜在机制。与SAP组相比，在SAP + Sal组中鉴定出21个差异表达的miRNA。这些miRNA的靶基因与转录调控、轴突引导、癌症通路和MAPK信号通路密切相关。在这些miRNA中，miR-217-5p是下调最显著的miRNA。Salidroside处理减轻了细胞损伤并减少了促炎细胞因子的产生。而过表达miR-217-5p则逆转了Salidroside的效果。我们鉴定出YY1相关因子2（YAF2）为miR-217-5p的直接靶基因，Salidroside处理可以通过靶向miR-217-5p来上调YAF2的表达。此外，敲低YAF2会抵消Salidroside引起的细胞损伤和炎症的缓解。此外，Salidroside可以通过调节miR-217-5p/YAF2轴来抑制p38 MAPK通路的激活。我们的研究结果首次强调了Salidroside通过调节miR-217-5p/YAF2轴来减轻胰腺损伤和抑制炎症，这可能为SAP治疗提供新的治疗策略[9]。

综上所述，Yaf2是一种多功能的PcG蛋白，参与调控神经分化、肿瘤发生、线粒体功能和细胞存活。Yaf2通过与其他PcG蛋白和转录因子的相互作用来调节染色质结构和基因表达，从而影响多种生物学过程。Yaf2的研究有助于深入理解PcG蛋白的调控机制和它们在发育和疾病中的作用，为开发新的治疗策略提供理论基础。