ChIP-seq（Chromatin Immunoprecipitation Sequencing）是一种结合染色质免疫共沉淀技术与高通量测序技术的强大工具，用于研究蛋白质与DNA的相互作用。ChIP-seq广泛应用于研究转录因子结合位点、组蛋白修饰、染色质重塑等领域。它能够帮助研究者绘制基因组范围内的蛋白质-DNA相互作用图谱，揭示基因调控机制和表观遗传调控网络。这对于理解基因表达调控、细胞分化、疾病机制等具有重要意义。在此和大家分享一下2024年ChIP-seq在高分文章中的研究应用。


1、INO80依赖性转录调节网络重塑是心力衰竭进展的基础
文章题目：INO80-Dependent Remodeling of Transcriptional Regulatory Network Underlies the Progression of Heart Failure

发表期刊：《Circulation》
影响因子：35.5

发表时间： 2024年4月

应用技术：ChIP-seq、ATAC-seq、scRNA-seq、RNA-seq等

心脏基因表达的进行性重塑是心功能下降的基础，最终导致心力衰竭。然而，转录网络从正常心脏转换为衰竭心脏的主要决定因素仍有待确定。本研究利用人类样本、遗传小鼠模型和多种基因组学方法，以确定染色质重塑复合体INO80在心脏稳态和功能障碍中的作用。研究结果揭示了INO80依赖性染色质重构和转录网络是心力衰竭心功能障碍的主要机制，并表明INO80是潜在的预防或干预靶点。

图1 INO80在靶基因上结合的改变是转录调控网络重塑的基础

2、癌症相关成纤维细胞衍生的乙酸盐通过 ACSS2–SP1–SAT1 轴改变多胺代谢，促进胰腺癌的发展

文章题目：Cancer-associated fibroblast-derived acetate promotes pancreatic cancer development by altering polyamine metabolism via the ACSS2–SP1–SAT1 axis

发表期刊：《Nature Cell Biology》
影响因子：17.3

发表时间： 2024年2月

应用技术：ChIP-seq、ChIP-qPCR、RNA-seq等
肿瘤细胞在恶劣微环境中的成长取决于对环境中可用营养物质的利用。本研究表明，胰腺癌相关成纤维细胞（CAFs）通过分泌乙酸来调节肿瘤细胞的代谢，而醋酸可以通过沉默CAFs中的ATP柠檬酸裂解酶（ACLY）来阻断。进一步发现乙酰辅酶A合成酶短链家族成员2（ACSS2）通过外源乙酸调控动态的癌症表观基因组和转录组，从而促进癌细胞在酸性微环境中的生存。比较H3K27ac ChIP-seq和RNA-seq分析发现，通过调节SAT1基因表达和富集SP1响应特征，多胺稳态发生了变化。醋酸/ACSS2介导的SP1赖氨酸19残基乙酰化增加了SP1蛋白的稳定性和转录活性。遗传或药理学抑制ACSS2-SP1-SAT1轴可减轻小鼠模型中的肿瘤负荷。结果表明，醋酸盐通过ACSS2-SP1-SAT1轴促进了酸环境下的癌细胞存活。

图2 H3K27Ac ChIP-seq和RNA-seq分析发现SAT1是醋酸盐介导作用的关键调节因子

3、转录因子Sp1的缺乏与肥厚性心肌病有关

文章题目：Deficiency of Transcription Factor Sp1 Contributes to Hypertrophic Cardiomyopathy

发表期刊：《Circulation Research》
影响因子：16.5

发表时间： 2024年2月

应用技术：ChIP-seq、RNA-seq等
肥厚性心肌病（HCM）是最常见的单基因心脏疾病，然而，HCM的发病机制，尤其是其非遗传机制仍不清楚。转录因子参与了包括细胞生长在内的多种生物过程。本研究构建心脏特异性条件敲除Sp1小鼠以研究Sp1在心脏中的作用。通过RNA-seq、ChIP-seq和体内腺相关病毒实验来探索SP1的下游分子。最终结果表明SP1缺乏导致HCM。SP1过表达对HCM小鼠和HCM hiPSC-CMs均有显著的治疗作用，提示SP1可能是HCM的潜在干预靶点。

图3 Sp1缺乏导致小鼠肥厚性心肌病相关基因的改变

4、特定谱系的转录因子的表达变化可将神经母细胞瘤从自我更新状态重新编程为分化状态

文章题目：Lineage specific transcription factor waves reprogram neuroblastoma from self-renewal to differentiation

发表期刊：《Nature Communications》
影响因子：14.7

发表时间：2024年4月

应用技术：ChIP-seq、ATAC-seq、HiC、RNA-seq等
超级增强子（SE）驱动的转录因子（TFs）时序调控是正常发育程序的基础。神经母细胞瘤（NB）起源于交感肾上腺祖细胞无法退出自我更新程序并最终分化。为了确定驱动TF调节因子的SEs，使用全反式维甲酸（ATRA）诱导NB生长停滞和分化。H3K27ac ChIP-seq和RNA-seq显示ATRA协调的SEs。与ATRA相关的SEs降低与干细胞发育有关（MYCN,GATA3,SOX11）。CRISPR-Cas9和siRNA在体外和体内验证了SOX11依赖性。使用dCAS9-KRAB沉默SOX11 SE可降低SOX11 mRNA并抑制细胞生长。其他TF在ATRA治疗的第2、4和8天以顺序被激活，调节神经发育（GATA2和SOX4）。使用dCAS9-KRAB沉默获得的SOX4 SE可降低SOX4表达并减弱ATRA诱导的分化基因。本研究确定了NB自我更新和TFs对实施分化计划至关重要的致癌谱系驱动因素。

图4 在NB细胞中，SOX11的表达受SEs调控