表观基因组调控模式驱动与发育和病理学有关的细胞生长和分化机制。在疾病和发育相关的研究中，解析表观遗传调控机制能有效地帮助理解不同的生理表型。CUT&Tag可以检测全基因组水平的DNA与蛋白质互作，通常应用于不同活性修饰的组蛋白以及转录因子，可以识别组蛋白修饰如何控制细胞中的全基因组基因表达，以及转录因子调节靶基因转录起始的过程。
文章一
ER+乳腺癌的治疗靶标
文章题目：Transcriptional repression of estrogen receptor alpha by YAP reveals the Hippo pathway as therapeutic target for ER+ breast cancer
发表期刊：Naure Communications（IF：14.919）
发表时间：2022年2月
测序数据：RNA-seq、ChIP-seq、CUT&Tag、ATAC-seq、4C-seq
研究材料：小鼠和人的组织，乳腺癌细胞，以及乳腺肿瘤类器官样本
乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤，在全世界所有癌症类型中占发病率的四分之一，占女性死亡率的15%以上。乳腺癌根据激素受体ER/PR和HER2的状态分为四大类，ER阳性乳腺癌占70%。关于雌激素受体ERα控制的转录网络已经有了广泛的结论，但我们对ESR1(编码ERα)基因表达的潜在机制知之甚少。
Hippo通路核心激酶LATS1/2通过磷酸化抑制转录共激活因子YAP/TAZ。该研究团队最近发现，对于ESR1的正确表达，Hippo通路是必需的。在此基础上，本研究着重描述了Hippo通路介导ESR1转录抑制的分子机制。
研究首先利用RNA-seq、ChIP-seq（YAP和TEAD2）和ATAC-seq应用于野生型和LATS1/2敲除的乳腺癌细胞中，发现转录辅助因子YAP与转录因子TEAD结合，并且TEAD是乳腺癌细胞中YAP主要的靶转录因子，而LATS缺失增强了YAP和TEAD在基因组上的结合，并且增加了YAP-TEAD结合位置的染色质开放性，从而刺激附近基因的转录。而且在YAP靶基因中，研究检测到VGLL3蛋白和YAP/TAZ竞争与TEAD转录因子结合的机会。进一步结合活性和抑制性修饰组蛋白的CUT&Tag与报告基因等实验，确认YAP-TEAD通过局部染色质重构来刺激VGLL3的表达。
图1 VGLL3是Hippo通路调节ESR1必须的
在Hippo信号介导的ESR1下调中，至关重要的一步是VGLL3招募NCOR2因子。进一步分析乳腺癌细胞中的CUT&Tag（VGLL3）、ATAC-seq、4C-seq和3C等定量实验数据，发现LATS可以维持ESR1启动子和超级增强子之间的相互作用，从而维持ESR1的表达。而VGLL3可以将NCOR2/SMRT抑制因子招募到了ESR1基因的超级增强子上。因此，当Hippo通路中LATS缺失时，YAP和TEAD的结合增强，刺激VGLL3的表达，VGLL3通过将NCOR2/SMRT抑制因子招募到ESR1基因上，导致表观遗传改变和转录沉默发生。
图2 Hippo-VGLL3靶向ESR1基因的超级增强子
最后。该研究开发了一种有效的LATS抑制剂VT02956。通过VT02956靶向Hippo通路可以抑制ESR1的表达，并抑制ER+乳腺癌细胞及患者来源的肿瘤类器官的生长。此外，组蛋白去乙酰化酶抑制剂（如Entinostat），可诱导VGLL3表达来抑制ER+乳腺癌细胞。综上，研究表明LATS是一种出乎意料的癌症治疗靶点，特别是对于内分泌耐药性乳腺癌。
文章二
衰老的调节特征
文章题目：Unveiling E2F4, TEAD1 and AP-1 as regulatory transcription factors of the replicative senescence program by multi-omics analysis
发表期刊：Protein Cell（IF：14.87）
发表时间：2022年1月
测序数据：RNA-seq、ATAC-seq、RRBS、ChIP-seq数据、CUT&Tag
研究材料：小鼠成纤维细胞
细胞衰老是一种稳定的生长停滞状态，影响多种生理和病理生理过程，尤其是机体的衰老。细胞衰老可由许多体外刺激引起，包括增殖、致癌基因、辐射和化学物质。然而，不同刺激诱导的衰老可能有不同的发生机制，不同的转录和表观遗传特征。前人研究表明，复制衰老(RS)和个体衰老可能由相同的保守机制控制，并且转录因子在调节衰老中发挥作用。而利用多组学对RS中的调控因子进行的系统研究却还很缺乏。
本研究中，研究人员在小鼠皮肤成纤维细胞的RS过程收集4个时间点的转录组（RNA-seq）、DNA甲基化（RRBS）和染色质可及性（ATAC-seq）的实验数据，在转录水平和表观遗传修饰水平确认了RS的主要特征是细胞衰老晚期的炎症反应增强和增殖能力降低。并且通过ATAC-seq数据和公共ChIP-seq（H3K4me1和H3K27ac）数据的综合分析，发现转录因子E2F4、TEAD1和AP-1是RS的关键调控因子。
图3 调控复制衰老的转录因子
进一步利用RNA-seq、ATAC-seq、RRBS和CUT&Tag（E2F4）数据的整合分析，以及染色定量，确认遗传操作得到的过表达E2f4可以提高细胞增殖能力，降低SA-β-Gal活性，改变RS相关差异甲基化位点。同理，Tead1基因的敲低减弱了SA-β-Gal活性，并改变了一部分的RS相关转录活动，引起代谢变化。除此以外，ATF3是AP-1超家族转录因子的其中之一，RNA-seq和CUT&Tag（ATF3）联合确认ATF3在衰老细胞调控的基因多于增殖细胞，而且敲除Atf3后降低衰老前期的成纤维细胞中Cdkn2a (p16)的表达。综上，本研究的结果通过多组学分析确定了调节衰老程序的转录因子，为抗衰老提供了潜在的治疗靶点。
图4 RNA-seq和CUT&Tag（ATF3）联合确认ATF3在衰老细胞（P9）调控的基因多于增殖细胞（P2）
参考文献：
1.Ma S, Tang T, Probst G, et al. Transcriptional repression of estrogen receptor alpha by YAP reveals the Hippo pathway as therapeutic target for ER+ breast cancer[J]. Nature communications, 2022, 13(1): 1-17.
2.Wang Y, Liu L, Song Y, et al. Unveiling E2F4, TEAD1 and AP-1 as regulatory transcription factors of the replicative senescence program by multi-omics analysis[J]. Protein & cell, 2022: 1-18.
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