T细胞激活过程中响应刺激的调控元件与潜在致病基因的全面解析

全基因组关联研究（GWAS）已发现许多与免疫相关疾病相关的非编码变异，但其复杂的上下文特异性作用机制仍不明确。本研究以CD4+ T细胞活化作为模型，整合多层基因组数据，探究这些遗传关联背后的动态调控机制。研究采用顺反组策略，系统识别并优先筛选出刺激响应性顺式调控元件（CREs）和T细胞活化必需的关键基因。通过在CD28基因座进行捕获Hi-C和 tiled CRISPR激活筛选，发现了一个关键的CRE，其中包含一个因果性小插入变异rs5837875，该变异以等位基因特异性方式调节CD28的活化。机制上，研究表明ZNF384介导了含rs5837875的增强子与CD28启动子之间的刺激响应性染色质环化，最终导致CD28表达升高和T细胞异常过度活化。

研究首先从表观基因组角度（包括染色质可及性、组蛋白修饰、转录因子结合和三维染色体相互作用）分析CD4+ T细胞的活化过程，识别出刺激响应性染色质可及区域（rCARs）和动态染色质状态（DCSs）。通过整合22种自身免疫性疾病的GWAS数据和QTL分析，发现E6型DCS（T细胞活化过程中激活的增强子）在多数自身免疫性疾病中显著富集，提示这些动态增强子的遗传扰动可能与自身免疫病发病相关。

进一步通过整合调控基因组学、功能基因组学和遗传证据，构建综合评分系统，优先筛选出T细胞活化关键刺激响应基因（SEGs），其中CD28排名最高。在CD28基因座进行高分辨率区域捕获Hi-C和tiled CRISPRa筛选，发现该区域在T细胞活化过程中染色质相互作用增强，识别出两个候选CREs。通过 luciferase报告基因实验、电泳迁移率变动分析（EMSA）等验证，确定rs5837875是功能性因果变异，其风险等位基因AT能增强启动子和增强子活性。

机制研究发现，转录因子ZNF384在刺激状态下与rs5837875-AT等位基因的结合能力更强，并介导含rs5837875的增强子与CD28启动子之间的等位基因特异性染色质环化。rs5837875-AT等位基因通过增强这种环化作用，在刺激条件下显著增加CD28的表达，进而促进T细胞受体（TCR）信号通路关键分子（ZAP70、Lck）的磷酸化，增加IL-2分泌，导致T细胞异常过度活化。

该研究建立的整合性、上下文依赖的策略，为解析复杂疾病中缺失的调控机制提供了全面途径，也为理解自身免疫性疾病的发病机制提供了新视角。