10年發(fā)文3800+的H3K27me3，為何如此火爆？
根據(jù)賽特新思數(shù)據(jù)檢索，近10年（2013-2022），H3k27me3 相關(guān)的文章數(shù)為3863篇，呈上升趨勢，持續(xù)走熱；發(fā)表在影響因子大于10的期刊，H3k27me3 相關(guān)的文章數(shù)為876篇；H3k27me3在頂級期刊cell、nature發(fā)文分別為14篇、28篇。
圖1. H3k27me3 相關(guān)文章發(fā)表走勢圖（2013-2022；數(shù)據(jù)源于：賽特新思）
圖4.環(huán)境中存在的不同來源對人類的各種表觀遺傳影響
（圖片來源：Epigenetics across the human lifespan.Front. Cell Dev. Biol., 09 September 2014）
植物表觀遺傳學(xué)作為表觀遺傳學(xué)的一個重要分支，近年發(fā)展迅速。植物在很大程度上依賴于基因表達的變化以響應(yīng)環(huán)境刺激，可調(diào)控植物的生長發(fā)育。研究植物表觀遺傳的模式生物庫包括水稻、擬南芥等。
H3K27me3背景
組蛋白主要由 H1、H2A、H2B、H3和H4等5種類型蛋白質(zhì)亞基組成。組蛋白修飾是最重要、最復(fù)雜的表觀遺傳調(diào)控機制之一，包括組蛋白乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等。組蛋白H3是發(fā)生修飾最多的亞基，其第 4、9、27、36 和 79 位賴氨酸殘基是甲基化修飾的位點，對基因表達發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。
H3K27me3是核心組蛋白H3的第27個氨基酸賴氨酸的氨基（N）末端尾部發(fā)生的組蛋白甲基化，是最為常見的組蛋白甲基化修飾之一，多梳抑制復(fù)合體2（PRC2）負責(zé)催化并維持H3K27me3。H3K27me3主要存在于基因密集區(qū)域的啟動子中，并與胚胎干細胞中的發(fā)育調(diào)控因子，包括 Hox 和 Sox 基因密切相關(guān)。
H3K27me3通過3種方式抑制基因的表達：
（1）EZH2催化組蛋白H3K27me3，由PRC1的色素框結(jié)構(gòu)域蛋白亞基識別并進一步募集PRC1復(fù)合物，其RING1亞基將組蛋白H2A亞基第119位賴氨酸單泛素化，H2Ak119可使染色體凝集，通過阻斷RNA聚合酶II預(yù)啟動復(fù)合物的募集抑制基因的轉(zhuǎn)錄;
（2）H3K27me3募集其他抑制性調(diào)控因子，如DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶（DNMT），使與之結(jié)合的DNA序列 甲基化；
（3）H3K27me3在受精卵中特異結(jié)合于印記基因的母源等位基因，以不依賴DNA甲基化的形式對不同親本來源的等位基因（主要為母本來源）進行印記。
H3K27me3與腫瘤
H3K27me3在多種腫瘤中存在異常表達，在不同腫瘤中H3K27me3的表達、生物學(xué)功能及對預(yù)后的作用存在異質(zhì)性。H3K27me3既可以充當(dāng)促癌基因，也可以發(fā)揮抑癌基因的作用，其具體作用與其在不同惡性腫瘤中涉及的靶基因及通路有關(guān)。
（1）H3K27me3與乳腺癌
乳腺癌作為中國女性第一高發(fā)惡性腫瘤，發(fā)病率呈逐年上升趨勢?！叭幮匀橄侔═NBC）”卻仍舊存在預(yù)后差、復(fù)發(fā)率高、存活率低的問題。在三陰性乳腺癌中，化療耐藥導(dǎo)致復(fù)發(fā)風(fēng)險在乳腺癌亞型中最高。Justine Marsolier等人[1]通過監(jiān)測表觀基因組、轉(zhuǎn)錄組和單細胞分辨譜系，顯示了抑制性組蛋白標記H3K27me3在化療開始時調(diào)節(jié)細胞命運。
在未受攻擊的細胞中，H3K4me3和H3K27me3引發(fā)了持久表達程序，H3K27me3作為其轉(zhuǎn)錄激活的鎖。在化療過程中，同時阻止H3K27me3去甲基化可以抑制向耐藥狀態(tài)的過渡，延緩腫瘤在體內(nèi)復(fù)發(fā)。
（2）H3K27me3與腦膜瘤
腦膜瘤是人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最常見的原發(fā)性腫瘤之一，占所有顱內(nèi)腫瘤的26.2%-38.3%。LM Katz等人[2]對232例腦膜瘤樣本，通過免疫組化法對H3K27me3進行染色，并對其預(yù)后進行了分析，通過生存曲線和多因素回歸分析，H3K27me3的缺失和腦膜瘤較短的無復(fù)發(fā)生存期明顯相關(guān)，并且是腦膜瘤復(fù)發(fā)的獨立危險因素。
（3）H3K27me3與結(jié)直腸癌
結(jié)直腸癌是消化系統(tǒng)常見的腫瘤，結(jié)直腸癌早期無明顯癥狀，約50%~60%的患者發(fā)病時存在遠處轉(zhuǎn)移。Wang等人[3]發(fā)現(xiàn)通過IHC、WB、ChIP、RNA-Seq等實驗方法檢測，發(fā)現(xiàn)H3K27me3水平與CRC患者的無轉(zhuǎn)移生存呈正相關(guān)；此外，還發(fā)現(xiàn)H3K27me3 低表達維持了結(jié)直腸癌干細胞的干性，從而增強了結(jié)直腸癌細胞對化療藥物的抵抗力，表明H3K27me3可能是克服結(jié)直腸癌化療耐藥性的潛在分子靶標。
（4）H3K27me3與前列腺癌
與許多惡性腫瘤類似，前列腺癌的發(fā)生和進展與遺傳和表觀遺傳作用密切相關(guān)。Cao等人[4]研究發(fā)現(xiàn)賴氨酸特異性去甲基化酶6B (KDM6B) 與細胞周期蛋白D1（CCND1）的啟動子區(qū)域結(jié)合，降低了H3K27me3的占有率，并增加了CCND1的表達，抑制前列腺癌的進展。H3K27me3的高表達與前列腺癌高侵襲性相關(guān)。因此，通過表觀遺傳藥物促使組蛋白去甲基化可能是可行的治療前列腺癌的策略。
（5）H3K27me3與胰腺癌
胰腺癌發(fā)病較為隱匿、發(fā)展迅速、預(yù)后極差且不易早期診斷。超過80%的胰腺癌患者被確診時為晚期，且療效不佳。
Zhou等[5]研究發(fā)現(xiàn)LncRNA-BLACAT1可通過阻斷EZH2的募集來促進細胞周期蛋白依賴激酶抑制因子E1（CCNE1）的表達，從而抑制胰腺癌的增殖和轉(zhuǎn)移，進而抑制H3K27me3表達，并促進線粒體氧化磷酸化的恢復(fù)。其研究結(jié)果表明，H3K27me3和EZH2可以通過LncRNA 分子途徑影響胰腺癌的腫瘤進展，為胰腺癌的治療及預(yù)后相關(guān)研究提供新的方向。
H3K27me3與植物
1. 傅向東課題組[6]在Science 雜志封面刊文，揭示了水稻赤霉素在氮素響應(yīng)過程中的作用機制。研究團隊發(fā)現(xiàn)，NGR5 是植物氮素響應(yīng)的正調(diào)控因子，它與PRC2蛋白復(fù)合物互作，通過介導(dǎo)組蛋白H3K27me3甲基化修飾來調(diào)節(jié)靶基因的表達，進而調(diào)控植物在生長發(fā)育（例如分蘗）過程中對土壤氮素水平的響應(yīng)。
2.晝夜和季節(jié)性變化是自然界的兩個主要的環(huán)境性改變。Nishio, H[7]等人研究了擬南芥自然種群中全基因組水平的H3K27me3的季節(jié)性和晝夜動態(tài)，研究發(fā)現(xiàn)H3K27me3具有季節(jié)性可塑性和晝夜穩(wěn)定性；此外，H3K27me3可以監(jiān)管過去的轉(zhuǎn)錄活性，以在自然波動的環(huán)境中持續(xù)數(shù)周的生物反應(yīng)期間創(chuàng)建長期的基因表達趨勢。
3.開花轉(zhuǎn)型對植物的生活史非常重要，且開花時間是關(guān)鍵的農(nóng)藝性狀。解析植物的開花機制，對植物分子輔助育種，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。楊紅春等人[8]通過RNA-seq，遺傳以及H3K27me3的ChIP-seq等分析，闡明了擬南芥中DNA復(fù)制蛋白RPA2A能和多梳蛋白復(fù)合體中的PRC2形成復(fù)合體，并招募PRC2到靶基因，促進靶基因的H3K27me3水平，從而抑制開花轉(zhuǎn)型。
ABclonal愛博泰克致力為生命科學(xué)工作者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)與產(chǎn)品，推出熱門組蛋白修飾產(chǎn)品H3K27me3抗體助力表觀遺傳研究。
H3K27me3產(chǎn)品亮點
01表觀遺傳學(xué)核心修飾
02
高親和力高特異性
ChIP級別-常規(guī)應(yīng)用全覆蓋
04廣泛識別動植物樣本05高質(zhì)量高銷量-上市單月銷量近百毫升TriMethyl-Histone H3-K27 Rabbit mAb (A22006)
應(yīng)用：WB, ChIP
物種：Human, Mouse, Rat
Chromatin immunoprecipitation analysis of extracts of HeLa cells, using TriMethyl-Histone H3-K27 antibody (A22006) and rabbit IgG.The amount of immunoprecipitated DNA was checked by quantitative PCR. Histogram was constructed by the ratios of the immunoprecipitated DNA to the input.
Western blot analysis of extracts ofvarious cell lines, using TriMethyl-Histone H3-K27 antibody (A22006) at 1:139000 dilution.
TriMethyl-Histone H3-K27 Rabbit pAb (A2363)
應(yīng)用：WB, IHC, IF, IP, ChIP, ChIP-seq
物種：Human, Mouse, Rat
文獻引用：44
Chromatin immunoprecipitation analysis of extracts of HeLa; cells, using TriMethyl-Histone H3-K27 Rabbit pAb antibody (A2363) and rabbit IgG.The amount of immunoprecipitated DNA was checked by quantitative PCR. Histogram was constructed by the ratios of the immunoprecipitated DNA to the input.
Immunofluorescence analysis of PC-12 cells using TriMethyl-Histone H3-K27 Rabbit pAb (A2363) at dilution of 1:25 (40x lens). Blue: DAPI for nuclear staining.
ABclonal 為助力表觀遺傳學(xué)研究，特推出Cut-tag和ChIP級驗證抗體
ABclonal 表觀遺傳相關(guān)抗體（ChIP/CUT&Tag）
參考文獻
1. J. Marsolier et al., H3K27me3 conditions chemotolerance in triple-negative breast cancer. Nat Genet 54, 459-468 (2022).
2. L. M. Katz et al., Loss of histone H3K27me3 identifies a subset of meningiomas with increased risk of recurrence. Acta Neuropathol 135, 955-963 (2018).
3. Q. Wang et al., Elevating H3K27me3 level sensitizes colorectal cancer to oxaliplatin. J Mol Cell Biol 12, 125-137 (2020).
4. Z. Cao et al., KDM6B is an androgen regulated gene and plays oncogenic roles by demethylating H3K27me3 at cyclin D1 promoter in prostate cancer. Cell Death Dis 12, 2 (2021).
5. X. Zhou, W. Gao, H. Hua, Z. Ji, LncRNA-BLACAT1 Facilitates Proliferation, Migration and Aerobic Glycolysis of Pancreatic Cancer Cells by Repressing CDKN1C via EZH2-Induced H3K27me3. Front Oncol 10, 539805 (2020).
6. K. Wu et al., Enhanced sustainable green revolution yield via nitrogen-responsive chromatin modulation in rice. Science 367, (2020).
7. H. Nishio, A. J. Nagano, T. Ito, Y. Suzuki, H. Kudoh, Seasonal plasticity and diel stability of H3K27me3 in natural fluctuating environments. Nat Plants 6, 1091-1097 (2020).
8. X. Zhang et al., Replication protein RPA2A regulates floral transition by cooperating with PRC2 in Arabidopsis. New Phytol 235, 2439-2453 (2022).
