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Das CCAAT / Enhancer-bindende Protein trägt Sequenzhomologie und funktionelle Ähnlichkeiten mit Leberaktivatorprotein (LAP oder CEBPB; 189965) (Descombes et al., 1990). Siehe Landschulz et al. (1989).

Mit Ratte Cebp-alpha, um eine menschliche Leber-cDNA-Bibliothek zu screenen, gefolgt von einem Screening einer menschlichen Plazenta-Genom-Bibliothek, Swart et al. (1997): CEBP-alpha in voller Länge geklont. Das abgeleitete 357-Aminosäureprotein weist eine N-terminale Transaktivierungsdomäne und eine C-terminale DNA-Bindungs- und Dimerisierungsdomäne auf. Die Northern-Blot-Analyse ergab eine hohe Expression eines 2,7-kb-CEBP-alpha-Transkripts in menschlicher Plazenta, Leber und Milz. Eine geringere Expression wurde im Dickdarm, in der glatten Muskulatur, in der Lunge und im Nierenmark festgestellt, und im Nierencortex wurde keine Expression festgestellt. CEBP-alpha wurde auch in normaler und psoriatischer menschlicher Haut, in kultivierten menschlichen Keratinozyten sowie in Rattenaorta und Leber exprimiert. Die immunhistochemische Analyse ergab CEBP-alpha in Kernen epidermaler Keratinozyten aus normaler menschlicher Haut und läsionaler psoriatischer Haut. Intensive Färbung wurde in suprabasalen Zellen, Haarfollikelkeratinozyten und Drüsensebozyten nachgewiesen, jedoch nicht in Zellen des entzündlichen Infiltrats oder der Kapillaren.

Swart et al. (1997) stellten fest, dass das CEBPA-Gen intronenlos ist.

Mittels somatischer Zellhybride, die entweder menschliche oder Rattenchromosomen trennen, Szpirer et al. (1992) kartierten das CEBP-Gen auf menschliches Chromosom 19 und Rattenchromosom 1. Diese Ergebnisse lieferten weitere Beweise für die Erhaltung der Syntenie auf diesen Chromosomen (und auf Mauschromosom 7). Unter Verwendung von humanen / Hamster-somatischen Zellhybriden, die eingeschränkte Fragmente des menschlichen Chromosoms 19 enthalten, haben Hendricks-Taylor et al. (1992) kartierten das CEBPA-Gen auf Chromosom 19q13.1 zwischen den GPI (172400) und TGFB1 (190180) Genen. Diese Position wurde durch Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung bestätigt. Birkenmeier et al. (1989) kartierten das Cebpa-Gen auf Mauschromosom 7.

Miller et al. (1996) charakterisierten den Promotor des menschlichen Gens, das für Leptin kodiert (164160), einen Signalfaktor, der im Fettgewebe exprimiert wird und eine wichtige Rolle bei der Homöostase des Körpergewichts spielt. Sie fanden heraus, dass CEBPA die Leptinexpression moduliert und schlugen eine Funktion für CEBPA bei der Behandlung von Fettleibigkeit beim Menschen vor.

Wang et al. (2001) fanden heraus, dass CEBPA direkt mit CDK2 (116953) und CDK4 (123829) interagiert und die Zellproliferation durch Hemmung dieser Kinasen hemmt. Es wurde festgestellt, dass eine Region zwischen den Aminosäuren 175 und 187 von CEBPA für die direkte Hemmung von Cyclin-abhängigen Kinasen verantwortlich ist und einen Wachstumsstillstand in kultivierten Zellen verursacht. CEBPA hemmte die CDK2-Aktivität, indem es die Assoziation von CDK2 mit Cyclinen blockierte. Die Aktivitäten von Cdk4 und Cdk2 waren in Cebpa-Knockout-Lebern von Mäusen erhöht, was zu einer erhöhten Proliferation führte.

Der myeloische Transkriptionsfaktor CEBPA ist entscheidend für die normale Granulopoese, und dominant-negative Mutationen des CEBPA-Gens finden sich in einem signifikanten Anteil maligner Zellen von Patienten mit myeloblastischen Subtypen (M1 und M2) der akuten myeloischen Leukämie (AML; 601626). Pabst et al. (2001) zeigten, dass das Fusionsprotein AML1 (RUNX1; 151385)-ETO (CBFA2T1; 133435) die CEBPA-Expression unterdrückte. Helbling et al. (2004) fanden heraus, dass das leukämische AML1-MDS1-EAI1 (AME; siehe 151385) -Fusionsprotein das CEBPA-Protein unterdrückte. Im Gegensatz zur AML1-ETO-Fusion konnte AME die CEBPA-mRNA-Expression nicht unterdrücken. Helbling et al. (2004) fanden heraus, dass ein mutmaßlicher Inhibitor der CEBPA-Translation, Calreticulin (CRT; 109091), nach Induktion von AME in einem Zelllinien-Experimentalsystem (14,8-fach) und in AME-Patientenproben (12,2-fach) stark aktiviert wurde. Darüber hinaus stellte die Hemmung der CRT durch kleine interferierende RNA die CEBPA-Spiegel wieder her. Diese Ergebnisse identifizierten CEBPA als Schlüsselziel des leukämischen Fusionsproteins AME und deuteten darauf hin, dass die Modulation von CEBPA durch CRT einen Mechanismus darstellen könnte, der an der Differenzierungsblockade bei AME-Leukämien beteiligt ist. In:Menard et al. (2002) zeigten, dass Cebpa in kortikalen Vorläuferzellen der Maus exprimiert wurde und die Expression eines Reportergens induzieren konnte, das den minimalen Promotor von Alpha-Tubulin (TUBA1A; 602529), einem neuronenspezifischen Gen, enthielt.

Skokowa et al. (2006) fanden signifikant verminderte oder fehlende LEF1 (153245) Expression in verhafteten Promyelozyten von Patienten mit kongenitaler Neutropenie (siehe 202700). Kompetitive Bindungs- und Chromatinimmunpräzipitations- (ChIP) -Assays zeigten, dass LEF1 direkt an CEBPA gebunden und reguliert ist, was darauf hindeutet, dass die LEF1-abhängige Herunterregulation von CEBPA bei kongenitaler Neutropenie zu einem Reifungsblock in Promyelozyten führt, ähnlich wie bei CEBPA-dominant-negativer AML.

Durch Peptidanalyse von Kernproteinen, die mit CEBPA interagierten, Bararia et al. (2008) identifiziert TIP60 (KAT5; 601409) als CEBPA Binding Partner. Die Wechselwirkung wurde durch Kopräzipitationsanalyse und Protein-Pull-Down-Assays bestätigt. TIP60 verbesserte die Fähigkeit von CEBPA, einen TK (TK1; 188300) -Promotor mit 2 CCAAT-Stellen zu transaktivieren, und die Histonacetyltransferaseaktivität von TIP60 war für seine Kooperativität mit CEBPA erforderlich. Die Domänenanalyse ergab, dass TIP60 mit den DNA-Bindungs- und Transaktivierungsdomänen von CEBPA interagierte. Die Immunpräzipitationsanalyse zeigte, dass TIP60 für die Promotoren von CEBPA und GCSFR (CSF3R) rekrutiert wurde; 138971) nach beta-Estradiol-induzierter Differenzierung von K562-myeloischen Leukämiezellen, die mit einer Histonacetylierung an den CEBPA- und GCSFR-Promotoren einherging. In:

Reddy et al. (2009) zeigten, dass microRNA-661 (MIR661; 613716) die Expression von MTA1 (603526) herunterregulierte, einem Gen, das bei mehreren Krebsarten hochreguliert ist. Sie identifizierten mutmaßliche CEBP-alpha-Bindungsstellen in der Promotorregion des MIR661-Gens. Reportergen-Assays zeigten, dass CEBP-alpha die MIR661-Expression in transfizierten HeLa- und MDA-231-Brustkrebszellen hochregulierte. Die Expression von CEBP-alpha und MIR661 war umgekehrt proportional zu der von MTA1 in Brustkrebszelllinien, und der Spiegel des MTA1-Proteins wurde mit zunehmendem Metastasierungspotential progressiv hochreguliert. Die Überexpression von MIR661 in MDA-231-Brustkrebszellen hemmte die Zellmotilität, Invasivität und das ankerunabhängige Wachstum und reduzierte ihre Fähigkeit, Tumore in einem Xenotransplantatmodell zu bilden. In: Reddy et al. (2009) kamen zu dem Schluss, dass CEBP-alpha die MTA1-Expression und das Krebszellwachstum herunterreguliert, indem es die Expression von MIR661 hochreguliert.

Di Ruscio et al. (2013) präsentierten Daten, die zeigen, dass die aktive Transkription den Grad der genomischen Methylierung reguliert. Sie identifizierten eine neuartige nukleare nichtpolyadenylierte nichtkodierende RNA (ncRNA), die aus dem CEBPA-Genlocus stammt und für die Regulierung des lokalen DNA-Methylierungsprofils von entscheidender Bedeutung ist. Sie nannten diese ncRNA ‚extracoding CEBPA‘ (ecCEBPA), weil sie die gesamte mRNA-Sequenz in der gleichen Richtung umfasst. ecCEBPA bindet an DNMT1 (126375) und verhindert die CEBPA-Genlocus-Methylierung. Die tiefe Sequenzierung von Transkripten, die mit DNMT1 assoziiert sind, in Kombination mit Methylierung auf Genomebene und Expressionsprofilen erweiterte die Allgemeinheit dieses Befunds auf zahlreiche Genorte. Di Ruscio et al. (2013) kamen zu dem Schluss, dass diese Ergebnisse die Art der DNMT1-RNA-Interaktionen abgrenzten und Strategien für die genselektive Demethylierung therapeutischer Ziele bei menschlichen Krankheiten vorschlugen.

In primären B-Zellen von Mäusen, Di Stefano et al. (2014) fanden heraus, dass die transiente CEBPA-Expression, gefolgt von Oct4 (164177), Sox2 (184429), Klf4 (602253) und Myc (190080) (zusammen als OSKM bekannt), eine 100-fache Erhöhung der Reprogrammierungseffizienz von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) induziert, an der 95% der Bevölkerung beteiligt sind. Während dieser Umwandlung werden Pluripotenz und epithelial-mesenchymale Übergangsgene deutlich hochreguliert, und 60% der Zellen exprimieren Oct4 innerhalb von 2 Tagen. CEBPA fungiert als Pathbreaker, da es das Chromatin von Pluripotenzgenen für DNaseI vorübergehend zugänglicher macht (125505). CEBPA induziert auch die Expression der Dioxygenase Tet2 (612839) und fördert ihre Translokation in den Zellkern, wo sie an regulatorische Regionen von Pluripotenzgenen bindet, die nach OSKM-Induktion demethyliert werden. In Übereinstimmung mit diesen Befunden verstärkt die Überexpression von Tet2 die OSKM-induzierte B-Zell-Reprogrammierung. Da das Enzym auch für eine effiziente CEBPA-induzierte Immunzellumwandlung benötigt wird, zeigen die Daten von Di Stefano et al. (2014) zeigten, dass TET2 eine mechanistische Verbindung zwischen iPS-Zell-Reprogrammierung und B-Zell-Transdifferenzierung bietet.

Akute Myeloische Leukämie

Bei betroffenen Familienmitgliedern mit akuter myeloischer Leukämie (AML; 601626), Smith et al. (2004) identifizierten eine Keimbahn-1-bp-Deletion (212delC) im CEBPA-Gen, was zur Anwesenheit von 5 Cytosinresten in einer Region führte, in der 6 Cytosinreste in der Wildtypsequenz vorhanden sind. Offene Leukämie entwickelte sich beim Vater im Alter von 10 Jahren, beim erstgeborenen Sohn im Alter von 30 Jahren und bei der letztgeborenen Tochter im Alter von 18 Jahren.

Somatische Mutationen

Pabst et al. (2001) stellten fest, dass CEBPA im hämatopoetischen System ausschließlich in myelomonozytischen Zellen exprimiert wird. Es wird während der granulozytären Differenzierung spezifisch hochreguliert. Bei Cebpa-mutierten Mäusen werden keine reifen Granulozyten beobachtet, während alle anderen Blutzelltypen in normalen Anteilen vorhanden sind. Bei akuter myeloischer Leukämie (601626) ist die auffälligste Anomalie eine Blockade der Differenzierung granulozytischer Blasten. Mit diesen Hintergrundinformationen haben Pabst et al. (2001) untersuchten Proben von AML-Patienten und zeigten, dass CEBPA bei 16% der AML-M2-Patienten mutiert ist, denen die 8 fehlt;21 translokation (ETO, 133435; RUNX1, 151385). Sie fanden heraus, dass 5 Mutationen im N-Terminus das Protein in voller Länge verkürzten, aber das weiter stromabwärts initiierte 30-kD-Protein nicht beeinflussten. Die mutierten Proteine blockierten die Wildtyp-C / EBP-alpha-DNA-Bindung und Transaktivierung von Granulozyten-Zielgenen dominant-negativ und konnten die granulozytäre Differenzierung nicht induzieren. Dies war der erste Bericht über CEBPA-Mutationen bei menschlichen Neoplasien. Pabst et al. (2001) detektierten 5 Deletionen, 2 Insertionen und 4 Punktmutationen im CEBPA-Gen (siehe z.B. 116897.0001-116897.0003). Alle Löschungen führten zu einer Verschiebung in den gleichen alternativen Leserahmen, da die Anzahl der fehlenden Basispaare (3n + 1) betrug. Das Durchschnittsalter bei der Diagnose der Patienten mit CEBPA-Mutationen betrug 66 Jahre. CEBPA-Mutationen wurden bei 7,3% der AML-Patienten gefunden.

Snaddon et al. (2003) gab an, dass die t (8;21) -Translokation in 10 bis 15% der Fälle von AML auftritt, insbesondere beim Subtyp M2, wo sie 40% der Fälle ausmacht. Mit einem PCR-SSCP- und Sequenzierungsansatz untersuchten sie bei 99 Patienten mit AML-Typ M1 oder M2 auf CEBPA-Mutationen. Sie identifizierten 9 somatische CEBPA-Mutationen bei 8 Patienten. Alle Mutationen wurden in Richtung des C-Terminus des Proteins gruppiert. Zwei Patienten trugen biallelische Mutationen: Einer war homozygot für eine 57-bp-Insertion am Nukleotid 1137 (116897.0004) und der andere war heterozygot für eine 27-bp-Insertion am Nukleotid 1096 (116897.0005) und eine 4-bp-Insertion (GGCC) am Nukleotid 363 (116897.0006).

Um die Evolution der Genregulation zu erforschen, haben Schmidt et al. (2010) verwendeten Chromatinimmunpräzipitation mit Hochdurchsatzsequenzierung (ChIP-seq), um experimentell die genomweite Belegung von 2 Transkriptionsfaktoren, CEBPA und HNF4A (600281), in den Lebern von 5 Wirbeltieren zu bestimmen: Homo sapiens, Mus musculus, Canis familiaris, Monodelphis domesticus (Kurzschwanzopossum) und Gallus gallus. Obwohl jeder Transkriptionsfaktor hochkonservierte DNA-Bindungspräferenzen aufwies, war die meiste Bindung artspezifisch und die Bindungsereignisse, die bei allen 5 Arten vorhanden waren, waren selten. Regionen in der Nähe von Genen mit Expressionsniveaus, die von einem Transkriptionsfaktor abhängig sind, wurden häufig von dem Transkriptionsfaktor in mehreren Spezies gebunden, zeigten jedoch keine erhöhte DNA-Sequenzbeschränkung. Die Bindungsdivergenz zwischen den Arten kann weitgehend durch Sequenzänderungen der gebundenen Motive erklärt werden. Von den in einer Abstammungslinie verlorenen Bindungsereignissen wird nur die Hälfte durch ein anderes Bindungsereignis innerhalb von 10 kb wiederhergestellt. Schmidt et al. (2010) kamen zu dem Schluss, dass ihre Ergebnisse große Unterschiede zwischen den Arten in der Transkriptionsregulation aufdeckten und Einblicke in die regulatorische Evolution lieferten.

Gemäß der von Cao et al. (1991) ist das CCAAT / Enhancer-bindende Protein C / EBP-alpha und NF-IL6 (LAP) ist C / EBP-beta, wobei die entsprechenden Gene CEBPA und CEBPB sind (189965). CEBPB wurde früher TCF5 symbolisiert.

Wang et al. (1995) fanden heraus, dass Mäuse, die homozygot für die gezielte Deletion des Cebpa-Gens waren, kein Leberglykogen speicherten und innerhalb von 8 Stunden nach der Geburt an Hypoglykämie starben. In diesen mutierten Mäusen betrugen die Mengen an Glykogensynthase (138571) mRNA 50 bis 70% des Normalwerts und die transkriptionelle Induktion der Gene für 2 glukoneogene Enzyme, Phosphoenolpyruvatcarboxykinase (261680) und Glucose-6-Phosphatase (613742), war verzögert. Die Hepatozyten und Adipozyten der mutierten Mäuse konnten kein Lipid akkumulieren, und die Expression des Gens zum Entkoppeln von Protein (113730), dem definierenden Marker für braunes Fettgewebe, war verringert. Die Ergebnisse zeigten, dass C / EBP-alpha für die Etablierung und Aufrechterhaltung der Energiehomöostase bei Neugeborenen von entscheidender Bedeutung ist.

Flodby et al. (1996) machten transgene Knockout-Mäuse, bei denen das CEBPA-Gen selektiv gestört wurde. Die homozygote Mutante Cebpa -/- Mäuse starben, in der Regel innerhalb der ersten 20 Stunden nach der Geburt und hatten Defekte in der Kontrolle des Leberwachstums und der Lungenentwicklung. Die histologische Analyse ergab, dass diese Tiere eine stark gestörte Leberarchitektur mit Azinusbildung in einem Muster aufwiesen, das entweder auf eine Regeneration der Leber oder auf ein hepatozelluläres Karzinom hindeutete. Die Lungenhistologie zeigte eine Hyperproliferation von Typ-II-Pneumozyten und eine gestörte Alveolararchitektur. Die molekulare Analyse zeigte, dass die Akkumulation von Glykogen und Lipiden in der Leber und im Fettgewebe beeinträchtigt ist und dass die mutierten Tiere stark hypoglykämisch sind. Die Autoren fanden durch Northern-Blot-Analyse heraus, dass die Spiegel von c-myc- und c-jun-RNAs spezifisch durch mehrere Gene in den Lebern dieser Tiere induziert werden, was auf einen aktiven proliferativen Zustand hinweist. Sie fanden durch Immunhistologie heraus, dass Cyclin-gefärbte Zellen in der Leber von Cebpa – / – Mäusen mit einer 5- bis 10-mal höheren Häufigkeit als normal vorhanden sind, was ebenfalls auf eine abnormal aktive Proliferation hinweist. Flodby et al. (1996) schlugen vor, dass CEBPA eine wichtige Rolle beim Erwerb und der Aufrechterhaltung der terminalen Differenzierung in Hepatozyten spielen könnte.

Mäuse mit Cebpa-Mangel haben eine fehlerhafte Entwicklung von Fettgewebe. Wu et al. (1999) verwendeten Fibroblasten von Cebpa – / – Mäusen in Kombination mit retroviralen Vektoren, die Cebpa exprimieren, und Peroxisomen-Proliferator-aktiviertem Rezeptor-Gamma (PPARG; 601487), um die genaue Rolle von CEBPA in der Adipogenese zu bestimmen. Die Autoren fanden heraus, dass Cebpa – / – Fibroblasten durch Expression und Aktivierung von Pparg eine adipöse Differenzierung erfahren. Cebpa-defiziente Adipozyten akkumulierten weniger Lipid und induzierten kein endogenes Pparg, was darauf hindeutet, dass eine Kreuzregulation zwischen CEBPA und PPARG für die Aufrechterhaltung des differenzierten Zustands wichtig ist. Die Zellen zeigten auch eine vollständige Abwesenheit von Insulin (INS; 176730) -stimulierter Glukosetransport, sekundär zu reduzierter Genexpression und Tyrosinphosphorylierung für den Ins-Rezeptor (147670) und Ins-Rezeptorsubstrat-1 (147545). Wu et al. (1999) kamen zu dem Schluss, dass CEBPA mehrere Rollen in der Adipogenese spielt und dass die Kreuzregulation zwischen PPARG und CEBPA eine Schlüsselkomponente der Transkriptionskontrolle dieser Zelllinie ist.