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La protéine de liaison CCAAT/enhancer présente une homologie de séquence et des similitudes fonctionnelles avec la protéine activatrice du foie (LAP, ou CEBPB; 189965) (Descombes et al., 1990). Voir Landschulz et al. (1989).

Utilisation de Cebp-alpha de rat pour dépister une banque d’ADNc du foie humain, suivie d’un dépistage d’une banque génomique du placenta humain, Swart et al. (1997) ont cloné le CEBP-alpha intégral. La protéine de 357 acides aminés déduite possède un domaine de transactivation N-terminal et un domaine de dimérisation et de liaison à l’ADN C-terminal. L’analyse Northern blot a détecté une expression élevée d’un transcrit CEBP-alpha de 2,7 kb dans le placenta, le foie et la rate humains. Une expression plus faible a été détectée dans le côlon, le muscle lisse, le poumon et la moelle rénale, et aucune expression n’a été détectée dans le cortex rénal. Le CEBP-alpha a également été exprimé dans la peau humaine normale et psoriasique, dans les kératinocytes humains en culture et dans l’aorte et le foie de rats. L’analyse immunohistochimique a détecté le CEBP-alpha dans les noyaux des kératinocytes épidermiques de la peau humaine normale et de la peau psoriasique lésionnelle. Une coloration intense a été détectée dans les cellules suprabasales, les kératinocytes du follicule pileux et les sébocytes glandulaires, mais pas dans les cellules de l’infiltrat inflammatoire ou des capillaires.

Swart et al. (1997) ont déterminé que le gène CEBPA est sans intron.

Au moyen d’hybrides de cellules somatiques séparant les chromosomes humains ou de rats, Szpirer et al. (1992) ont cartographié le gène CEBP sur le chromosome 19 humain et le chromosome 1 du rat. Ces résultats ont fourni des preuves supplémentaires de la conservation de la synténie sur ces chromosomes (et sur le chromosome 7 de la souris). En utilisant des hybrides de cellules somatiques humaines/hamsters contenant des fragments restreints du chromosome 19 humain, Hendricks-Taylor et al. (1992) ont cartographié le gène CEBPA sur le chromosome 19q13.1, entre les gènes GPI (172400) et TGFB1 (190180). Cette position a été confirmée par hybridation in situ par fluorescence. Birkenmeier et coll. (1989) ont cartographié le gène Cebpa sur le chromosome 7 de la souris.

Miller et al. (1996) ont caractérisé le promoteur du gène humain codant pour la leptine (164160), un facteur de signalisation exprimé dans le tissu adipeux ayant un rôle important dans l’homéostasie du poids corporel. Ils ont découvert que le CEBPA module l’expression de la leptine et ont suggéré une fonction pour le CEBPA dans le traitement de l’obésité humaine.

Wang et coll. (2001) ont constaté que le CEBPA interagit directement avec CDK2 (116953) et CDK4 (123829) et arrête la prolifération cellulaire en inhibant ces kinases. Une région entre les acides aminés 175 et 187 du CEBPA a été déterminée comme responsable de l’inhibition directe des kinases dépendantes des cyclines et a provoqué un arrêt de la croissance dans les cellules cultivées. Le CEBPA a inhibé l’activité de CDK2 en bloquant l’association de CDK2 avec les cyclines. Les activités de Cdk4 et Cdk2 ont été augmentées dans les foies knockout Cebpa de souris, ce qui a entraîné une prolifération accrue.

Le facteur de transcription myéloïde CEBPA est crucial pour la granulopoïèse normale, et des mutations dominantes négatives du gène CEBPA sont trouvées dans une proportion significative de cellules malignes de patients atteints de sous-types myéloblastiques (M1 et M2) de leucémie myéloïde aiguë (LAM; 601626). Pabst et coll. (2001) ont démontré que la protéine de fusion AML1 (RUNX1;151385)-ETO (CBFA2T1;133435) supprimait l’expression de CEBPA. Helbling et coll. (2004) ont constaté que la protéine de fusion leucémique AML1-MDS1-EAI1 (AME; voir 151385) supprimait la protéine CEBPA. Contrairement à la fusion AML1-ETO, l’EMA n’a pas réussi à supprimer l’expression de l’ARNm CEBPA. Helbling et coll. (2004) ont constaté qu’un inhibiteur putatif de la traduction du CEBPA, la calréticuline (CRT; 109091), était fortement activé après l’induction de l’TEA dans un système expérimental de lignée cellulaire (14,8 fois) et dans des échantillons de patients atteints d’TEA (12,2 fois). De plus, l’inhibition du CRT par de petits ARN interférents a restauré les niveaux de CEBPA. Ces résultats ont identifié le CEBPA comme une cible clé de la protéine de fusion leucémique AME et ont suggéré que la modulation du CEBPA par CRT pourrait représenter un mécanisme impliqué dans le bloc de différenciation dans les leucémies de l’AME.

Ménard et coll. (2002) ont montré que le Cebpa était exprimé dans des cellules progénitrices corticales de souris et pouvait induire l’expression d’un gène rapporteur contenant le promoteur minimal de l’alpha-tubuline (TUBA1A; 602529), un gène spécifique au neurone.

Skokowa et coll. (2006) ont trouvé une expression significativement diminuée ou absente de LEF1 (153245) dans les promyélocytes arrêtés de patients atteints de neutropénie congénitale (voir 202700). Des tests de liaison compétitive et d’immunoprécipitation à la chromatine (ChIP) ont montré que LEF1 se liait directement au CEBPA et le régulait, suggérant que la régulation descendante du CEBPA dépendante du LEF1 dans la neutropénie congénitale conduit à un bloc de maturation dans les promyélocytes similaire à celui observé dans la LMA dominante négative du CEBPA.

Par analyse peptidique de protéines nucléaires interagissant avec le CEBPA, Bararia et al. (2008) TIP60 identifié (KAT5; 601409) en tant que partenaire de liaison CEBPA. L’interaction a été confirmée par une analyse de coprécipitation et des tests de traction vers le bas des protéines. Le TIP60 a amélioré la capacité du CEBPA à transactiver un promoteur TK (TK1;188300) contenant 2 sites CCAAT, et l’activité de l’histone acétyltransférase du TIP60 était nécessaire pour sa coopération avec le CEBPA. L’analyse des domaines a révélé que TIP60 interagissait avec les domaines de liaison à l’ADN et de transactivation du CEBPA. L’analyse d’immunoprécipitation a montré que TIP60 a été recruté chez les promoteurs du CEBPA et du GCSFR (CSF3R; 138971) suite à la différenciation induite par le bêta-estradiol des cellules leucémiques myélogènes K562, qui était concomitante à l’acétylation des histones au niveau des promoteurs CEBPA et GCSFR.

Reddy et coll. (2009) ont montré que le microARN-661 (MIR661; 613716) régulait à la baisse l’expression de MTA1 (603526), un gène régulé à la hausse dans plusieurs cancers. Ils ont identifié des sites putatifs de liaison au CEBP-alpha dans la région promotrice du gène MIR661. Les tests du gène rapporteur ont montré que le CEBP-alpha régulait à la hausse l’expression du MIR661 dans les cellules cancéreuses du sein HeLa et MDA-231 transfectées. L’expression de CEBP-alpha et de MIR661 était inversement proportionnelle à celle de MTA1 dans les lignées cellulaires du cancer du sein, et le taux de protéine MTA1 était progressivement régulé à la hausse avec un potentiel métastatique croissant. La surexpression de MIR661 dans les cellules cancéreuses du sein MDA-231 a inhibé la motilité cellulaire, l’invasivité et la croissance indépendante de l’ancrage, et elle a réduit leur capacité à former des tumeurs dans un modèle de xénogreffe. Reddy et coll. (2009) ont conclu que le CEBP-alpha régule à la baisse l’expression de MTA1 et la croissance des cellules cancéreuses en régulant à la hausse l’expression de MIR661.

Di Ruscio et al. (2013) ont présenté des données démontrant que la transcription active régule les niveaux de méthylation génomique. Ils ont identifié un nouvel ARN non codant nucléaire non polyadénylé (ARNNC) provenant du locus du gène CEBPA qui est essentiel pour réguler le profil local de méthylation de l’ADN. Ils ont appelé cet ARNN « extracodage CEBPA » (ecCEBPA) car il englobe toute la séquence d’ARNm dans le même sens. L’ecCEBPA se lie au DNMT1 (126375) et empêche la méthylation du locus du gène CEBPA. Le séquençage en profondeur des transcrits associés au DNMT1 combiné à la méthylation et au profilage d’expression à l’échelle du génome a étendu la généralité de cette découverte à de nombreux locus géniques. Di Ruscio et al. (2013) ont conclu que ces résultats définissaient la nature des interactions DNMT1-ARN et suggéraient des stratégies de déméthylation sélective des gènes de cibles thérapeutiques dans les maladies humaines.

Dans les cellules B primaires de souris, Di Stefano et al. (2014) ont constaté que l’expression transitoire de CEBPA suivie de l’activation Oct4 (164177), Sox2 (184429), Klf4 (602253) et Myc (190080) (collectivement appelées OSKM) induit une augmentation de 100 fois de l’efficacité de reprogrammation des cellules souches pluripotentes induites (iPS), impliquant 95% de la population. Au cours de cette conversion, les gènes de la pluripotence et de la transition épithélio-mésenchymateuse deviennent nettement régulés à la hausse et 60% des cellules expriment Oct4 en 2 jours. Le CEBPA agit comme un pathbreaker car il rend transitoirement la chromatine des gènes de pluripotence plus accessible aux DNaseI (125505). Le CEBPA induit également l’expression de la dioxygénase Tet2 (612839) et favorise sa translocation vers le noyau où il se lie aux régions régulatrices des gènes de pluripotence qui se déméthylent après induction OSKM. Conformément à ces résultats, la surexpression de Tet2 améliore la reprogrammation des lymphocytes B induite par OSKM. Parce que l’enzyme est également nécessaire pour une conversion efficace des cellules immunitaires induite par le CEBPA, les données de Di Stefano et al. (2014) ont indiqué que TET2 fournit un lien mécaniste entre la reprogrammation des cellules iPS et la transdifférenciation des cellules B.

Leucémie myéloïde aiguë

Chez les membres affectés d’une famille atteints de leucémie myéloïde aiguë (LAM; 601626), Smith et al. (2004) ont identifié une délétion germinale de 1 pb (212delC) dans le gène CEBPA, entraînant la présence de 5 résidus de cytosine dans une région où 6 résidus de cytosine sont présents dans la séquence de type sauvage. La leucémie manifeste s’est développée chez le père à l’âge de 10 ans, chez le fils aîné à l’âge de 30 ans et chez la dernière fille à l’âge de 18 ans.

Mutations somatiques

Pabst et al. (2001) ont noté que dans le système hématopoïétique, le CEBPA est exclusivement exprimé dans les cellules myélomonocytaires. Il est spécifiquement régulé à la hausse lors de la différenciation granulocytaire. Aucun granulocytes matures n’est observé chez les souris mutantes Cebpa, alors que tous les autres types de cellules sanguines sont présents dans des proportions normales. Dans la leucémie myéloïde aiguë (601626), l’anomalie la plus importante est un blocage de la différenciation des blastes granulocytaires. Avec ces informations de base, Pabst et coll. (2001) ont étudié des échantillons de patients atteints de LMA et ont démontré que le CEBPA est muté chez 16 % des patients atteints de LMA-M2 qui n’ont pas les 8;21 translocation (ETO, 133435; RUNX1, 151385). Ils ont constaté que 5 mutations de la terminaison N tronquaient la protéine pleine longueur, mais n’affectaient pas la protéine de 30 kD initiée plus en aval. Les protéines mutées bloquaient la liaison de l’ADN de type sauvage C/EBP-alpha et la transactivation des gènes cibles des granulocytes de manière dominante négative, et n’ont pas réussi à induire la différenciation granulocytaire. C’était le premier rapport de mutations CEBPA dans la néoplasie humaine. Pabst et coll. (2001) ont détecté 5 délétions, 2 insertions et 4 mutations ponctuelles dans le gène CEBPA (voir, par exemple, 116897.0001-116897.0003). Toutes les suppressions ont entraîné un changement dans le même cadre de lecture alternatif, car le nombre de paires de base manquantes était de (3n + 1). L’âge moyen au diagnostic des patients atteints de mutations CEBPA était de 66 ans. Des mutations du CEBPA ont été trouvées chez 7,3% des patients atteints de LMA.

Snaddon et coll. (2003) ont déclaré que la translocation t(8;21) se retrouve dans 10 à 15 % des cas de LAM, en particulier ceux du sous-type M2, où elle représente 40 % des cas. En utilisant une approche de PCR-SSCP et de séquençage, ils ont dépisté les mutations du CEBPA chez 99 patients atteints de LAM de type M1 ou M2. Ils ont identifié 9 mutations somatiques du CEBPA chez 8 patients. Toutes les mutations ont été groupées vers l’extrémité C de la protéine. Deux patients portaient des mutations bialléliques : l’un était homozygote pour une insertion de 57 pb au nucléotide 1137 (116897.0004) et l’autre était hétérozygote composé pour une insertion de 27 pb au nucléotide 1096 (116897.0005) et une insertion de 4 PB (GGCC) au nucléotide 363 (116897.0006).

Pour explorer l’évolution de la régulation des gènes, Schmidt et al. (2010) ont utilisé l’immunoprécipitation à la chromatine avec séquençage à haut débit (ChIP-seq) pour déterminer expérimentalement l’occupation à l’échelle du génome de 2 facteurs de transcription, CEBPA et HNF4A (600281), dans le foie de 5 vertébrés: Homo sapiens, Mus musculus, Canis familiaris, Monodelphis domesticus (opossum à queue courte) et Gallus gallus. Bien que chaque facteur de transcription ait montré des préférences de liaison à l’ADN hautement conservées, la plupart des liaisons étaient spécifiques à l’espèce et les événements de liaison alignés présents chez les 5 espèces étaient rares. Les régions proches de gènes dont les niveaux d’expression dépendent d’un facteur de transcription étaient souvent liées par le facteur de transcription chez plusieurs espèces, mais ne présentaient aucune contrainte accrue de séquence d’ADN. La divergence de liaison entre les espèces peut s’expliquer en grande partie par des changements de séquence des motifs liés. Parmi les événements de liaison perdus dans une lignée, seulement la moitié sont récupérés par un autre événement de liaison dans les 10 ko. Schmidt et coll. (2010) ont conclu que leurs résultats révélaient de grandes différences interspécifiques dans la réglementation transcriptionnelle et donnaient un aperçu de l’évolution de la réglementation.

Selon la nomenclature proposée par Cao et al. (1991), la protéine de liaison CCAAT/enhancer est C/EBP-alpha et NF-IL6 (LAP) est C/EBP-bêta, les gènes correspondants étant CEBPA et CEBPB (189965). CEBPB était autrefois symbolisé TCF5.

Wang et al. (1995) ont constaté que les souris homozygotes pour la délétion ciblée du gène Cebpa ne stockaient pas de glycogène hépatique et mouraient d’hypoglycémie dans les 8 heures suivant la naissance. Chez ces souris mutantes, les quantités d’ARNm de la glycogène synthase (138571) étaient de 50 à 70% de la normale et l’induction transcriptionnelle des gènes de 2 enzymes gluconéogènes, la phosphoénolpyruvate carboxykinase (261680) et la glucose-6-phosphatase (613742), était retardée. Les hépatocytes et les adipocytes des souris mutantes n’ont pas accumulé de lipides et l’expression du gène de la protéine de découplage (113730), marqueur déterminant du tissu adipeux brun, a été réduite. Les résultats ont démontré que le C / EBP-alpha est essentiel pour l’établissement et le maintien de l’homéostasie énergétique chez les nouveau-nés.

Flodby et al. (1996) ont fabriqué des souris knockout transgéniques chez lesquelles le gène CEBPA était sélectivement perturbé. Les souris mutantes homozygotes Cebpa-/- sont mortes, généralement dans les 20 premières heures après la naissance et présentaient des défauts dans le contrôle de la croissance hépatique et du développement pulmonaire. L’analyse histologique a révélé que ces animaux avaient une architecture hépatique gravement perturbée, avec formation d’acinars, dans un schéma suggérant soit un carcinome hépatique en régénération, soit un carcinome hépatocellulaire. L’histologie pulmonaire a montré une hyperprolifération des pneumocytes de type II et une architecture alvéolaire perturbée. L’analyse moléculaire a montré que l’accumulation de glycogène et de lipides dans le foie et le tissu adipeux est altérée et que les animaux mutants sont gravement hypoglycémiques. Les auteurs ont constaté par analyse Northern blot que les niveaux d’ARN c-myc et c-jun sont spécifiquement induits par plusieurs plis dans le foie de ces animaux indiquant un état de prolifération actif. Ils ont découvert par immunohistologie que des cellules colorées en cycline sont présentes dans le foie de souris Cebpa- /- à une fréquence 5 à 10 fois plus élevée que la normale, indiquant également une prolifération anormalement active. Flodby et coll. (1996) ont suggéré que le CEBPA pourrait jouer un rôle important dans l’acquisition et le maintien de la différenciation terminale des hépatocytes.

Les souris déficientes en Cebpa ont un développement défectueux du tissu adipeux. Wu et coll. (1999) ont utilisé des fibroblastes de souris Cebpa-/- en combinaison avec des vecteurs rétroviraux exprimant le Cebpa et le récepteur gamma activé par les proliférateurs de peroxysomes (PPARG; 601487) pour déterminer le rôle précis du CEBPA dans l’adipogenèse. Les auteurs ont constaté que les fibroblastes Cebpa-/-subissaient une différenciation adipeuse par l’expression et l’activation de Pparg. Les adipocytes déficients en Cebpa ont accumulé moins de lipides et n’ont pas induit de Pparg endogène, ce qui indique que la régulation croisée entre CEBPA et PPARG est importante pour maintenir l’état différencié. Les cellules ont également montré une absence complète de transport du glucose stimulé par l’insuline (INS; 176730), secondaire à une expression génique réduite et à une phosphorylation de la tyrosine pour le récepteur Ins (147670) et le substrat du récepteur Ins-1 (147545). Wu et coll. (1999) ont conclu que le CEBPA joue de multiples rôles dans l’adipogenèse et que la régulation croisée entre le PPARG et le CEBPA est un élément clé du contrôle transcriptionnel de cette lignée cellulaire.