造血干細胞（hematopoietic stem cell, HSCs）是一類具有自我更新能力，并且能夠分化成各個血液譜系的干細胞，是構成整個血液系統的基礎。其增殖分化缺陷會導致一系列血液疾病的發生，如白血病，紅斑狼瘡以及貧血等。目前，治療惡性血液疾病（白血病）的主要治療手段是進行骨髓移植，而獲取足夠數量的造血干細胞是移植成功的關鍵。因此，我們有必要深入探究調控HSCs擴增的分子網絡。

2024年3月15日，西南大學、中國科學院重慶綠色智能技術研究院李禮課題組和羅凌飛課題組在 Nature communications 上發表了題為“TANGO6 regulates cell proliferation via COPI vesicle-mediated RPB2 nuclear entry”的論文。該研究綜合利用細胞系以及小鼠等動物模型，揭示TANGO6通過COPI囊泡轉運調控RPB2入核進而驅動細胞增殖這一新機制來促進造血干/祖細胞的擴增。
 

圖片來源：《Nature communications》
（https://www.nature.com/articles/s41467-024-46720-y）

研究材料與方法
在這項研究中，研究人員利用到了TANGO6敲除細胞系（U251）以及條件性敲除/過表達Tango6小鼠（由賽業生物提供）。

研究方法
在這項研究中，觀察TANGO6的亞細胞定位時他們用到了細胞周期同步化，免疫熒光染色等技術。在探究與TANGO6相互作用的蛋白時，他們用到了質譜，免疫共沉淀等實驗。在觀察條敲小鼠表型時，他們用到了流式細胞術等技術。

技術路線
01 通過siRNA文庫篩選挖掘到TANGO6
02 細胞周期同步化明確不同細胞周期的定位
03 TANGO6拓撲結構鑒定及結構域解析
04 質譜挖掘與TANGO6互作蛋白-RPB2
05 敲降TANGO6后發現RPB2累積在細胞漿中
06 利用小鼠證實TANGO6-RPB2信號軸的保守性

研究結果
1 通過siRNA文庫篩選發現TANGO6及其亞細胞定位
通過膜轉運相關的siRNA文庫篩選，研究人員發現了一個全新的因子TANGO6，其缺陷會導致細胞增殖受阻。并且通過細胞周期同步化發現TANGO6在G1/S期開始入核，而在G2期恢復。進一步的亞細胞定位發現TANGO6定位在順面高爾基體衍生出的COPI囊泡上，其缺陷并不影響COPI囊泡的各個組分。
 

TANGO6在不同細胞周期的分布及其亞細胞定位^[1]

2 TANGO6拓撲結構鑒定
為了進一步探究TANGO6是如何錨定在COPI囊泡上的，研究人員通過預測發現其存在信號錨以及跨膜結構域，并且通過實驗證實TANGO6的N端以及C端均定位在細胞漿中，通過一個信號錨以及兩個跨膜結構域錨定在COPI囊泡上，從而隨著COPI囊泡運動。
 

TANGO6拓撲結構鑒定^[1]

3 TANGO6入核過程解析
接下來，研究人員解析了TANGO6是如何入核的。首先，他們發現TANGO6的N端存在一段核定位序列，并通過點突變實驗證實其252位的精氨酸對其入核至關重要。隨后，通過免疫共沉淀以及siRNA干擾技術，研究者發現TANGO6的入核需要SNARE復合體介導的膜融合到達內質網，并在內質網駐留蛋白LRRC59的幫助下到達核孔，并與核輸入蛋白KPNB1互作進入核內。
 

TANGO6入核過程^[1]

4 通過質譜挖掘與TANGO6相互作用蛋白RPB2
那么TANGO6入核的生物學意義是什么？研究人員推測其像一輛貨車運載相應的貨物進入細胞核內。因此，他們做了質譜檢測與TANGO6相互作用的蛋白，從中發現了RPB2。進一步，當敲降TANGO6后會導致RPB2累積在細胞漿中，無法入核。從而揭示了TANGO6重要的生物學功能之一是攜帶RPB2進入細胞核內。
 

TANGO6介導RPB2入核^[1]

5 TANGO6-RPB2信號軸保守性驗證
最后，研究者分析了在血液細胞中條件性敲除Tango6（Vav-iCre/Tango6^flox/flox，cKO）小鼠表型（由賽業生物提供），發現該小鼠造血干細胞產生不受影響，但在HSCs的擴增期（E12.5-E16.5）cKO小鼠通體變白，胎肝變小無血色。通過流式細胞術發現造血干細胞的數量（LSK and SLAM-HSCs）在突變體中顯著降低，并且通過抗體染色發現cKO小鼠HSCs中RPB2入核同樣受阻，表明TANGO6-RPB2信號軸在生物體內的重要功能之一是調控HSCs的擴增。并且，當在血液細胞中過表達Tango6后會導致HSCs數目增加，提示Tango6作為HSCs的關鍵因子調控其擴增過程。
 

條件性敲除Tango6小鼠表型分析^[1]

研究結論
該研究以TANGO6為切入點，揭示了對于囊泡轉運，特別是COPI囊泡對于細胞增殖的重要性，這是對整個細胞增殖網絡的重要補充，進而為實現有效在體外擴增干細胞或并將其作為潛在治療靶點來緩解和治療腫瘤提供理論指導。

參考文獻：
[1]Feng, Z., Liu, S., Su, M., Song, C., Lin, C., Zhao, F., Li, Y., Zeng, X., Zhu, Y., Hou, Y., Ren, C., Zhang, H., Yi, P., Ji, Y., Wang, C., Li, H., Ma, M., Luo, L., & Li, L. (2024). TANGO6 regulates cell proliferation via COPI vesicle-mediated RPB2 nuclear entry. Nature communications, 15(1), 2371. https://doi.org/10.1038/s41467-024-46720-y
 

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