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発生:HNF4–SMAD4フィードフォワードモジュールの増強により腸細胞のアイデンティティーが安定化する

Nature Genetics 51, 5 doi: 10.1038/s41588-019-0384-0

BMP/SMADシグナル伝達は腸の分化の重要な調節因子である。しかし、腸の分化という状況でのBMP経路の分子基盤は分かっていない。本論文では、BMP/SMADシグナル伝達が腸細胞の分化を推進する機構の特徴を明らかにした。転写因子HNF4Aは、HNF4の腸限定パラログであるHNF4Gと重複して作用し、クロマチンにおいて腸の分化に必要なエンハンサーを活性化し、分化した上皮で豊富に見られる転写産物の大部分の発現を上昇させることを実証した。HNF4のこの両パラログを二重ノックアウトすると、その細胞は分化することができなかった。また、SMAD4とHNF4はフィードフォワードループの増強を介して機能し、互いの発現を亢進させ、分化関連遺伝子の調節配列に同時に結合していることが分かった。このフィードフォワード調節モジュールは腸細胞のアイデンティティーを促進および安定化させ、このHNF4–SMAD4モジュールが破壊されると、前駆細胞や分泌細胞の細胞系譜が生じやすくなり、腸細胞運命が消失する。このシグナル伝達と転写制御の交わりは、特に内因性の細胞可塑性を有する組織において、再生組織の恒常性を理解するための枠組みとなるだろう。

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