Key Points CRISPR/dCas9–based transcriptional activation of Foxp3 promotes CNS2 demethylation. Sustaining Foxp3-transcriptional activation in iTregs promotes CNS2 demethylation. CRISPR inhibition of Foxp3 transcription abolishes CNS2 demethylation in iTregs. Transcription factor Foxp3 specifies and maintains regulatory T cell (Treg) identity. During Treg differentiation, a CpG-rich Foxp3 intronic enhancer, conserved noncoding sequence 2 (CNS2), is activated via DNA demethylation to establish epigenetic memory of Foxp3 expression to protect Treg identity. However, it is unclear how this epigenetic memory of Foxp3 expression is established, as CNS2 is thought to be demethylated independently of Foxp3 expression. In this article, we uncover an unexpected causal relationship between Foxp3-transcriptional activation and CNS2 demethylation in mice. CRISPR/dCas9–mediated Foxp3-transcriptional activation elicits CNS2 demethylation. Sustaining Foxp3-transcriptional activation in induced Tregs also promotes CNS2 demethylation, enhancing Treg lineage stability and suppressive function. Importantly, CRISPR-mediated silencing of Foxp3 transcription, but not protein expression, abolishes CNS2 demethylation. The novel finding that Foxp3-transcriptional activation promotes CNS2 demethylation may facilitate the development of Treg-based therapies and represent a general mechanism for the establishment of epigenetic memory of immune gene expression.

中文翻译：

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前沿：基于 CRISPR 的转录调节器揭示了 Foxp3 在调节性 T 细胞中的表观遗传记忆的转录依赖性建立

关键点基于 CRISPR/dCas9 的 Foxp3 转录激活促进 CNS2 去甲基化。在 iTregs 中维持 Foxp3 转录激活促进 CNS2 去甲基化。Foxp3 转录的 CRISPR 抑制消除了 iTregs 中的 CNS2 去甲基化。转录因子 Foxp3 指定并维持调节性 T 细胞 (Treg) 身份。在 Treg 分化过程中，富含 CpG 的 Foxp3 内含子增强子，保守的非编码序列 2 (CNS2)，通过 DNA 去甲基化被激活，以建立 Foxp3 表达的表观遗传记忆，以保护 Treg 身份。然而，尚不清楚 Foxp3 表达的这种表观遗传记忆是如何建立的，因为 CNS2 被认为是独立于 Foxp3 表达的去甲基化。在本文中，我们揭示了 Foxp3 转录激活与小鼠 CNS2 去甲基化之间的意外因果关系。CRISPR/dCas9 介导的 Foxp3 转录激活引发 CNS2 去甲基化。在诱导的 Treg 中维持 Foxp3 转录激活也促进 CNS2 去甲基化，增强 Treg 谱系稳定性和抑制功能。重要的是，CRISPR 介导的 Foxp3 转录沉默，而不是蛋白质表达，消除了 CNS2 去甲基化。Foxp3 转录激活促进 CNS2 去甲基化的新发现可能促进基于 Treg 的疗法的发展，并代表了建立免疫基因表达表观遗传记忆的一般机制。CRISPR 介导的 Foxp3 转录沉默，而不是蛋白质表达，消除了 CNS2 去甲基化。Foxp3 转录激活促进 CNS2 去甲基化的新发现可能促进基于 Treg 的疗法的发展，并代表了建立免疫基因表达表观遗传记忆的一般机制。CRISPR 介导的 Foxp3 转录沉默，而不是蛋白质表达，消除了 CNS2 去甲基化。Foxp3 转录激活促进 CNS2 去甲基化的新发现可能促进基于 Treg 的疗法的发展，并代表了建立免疫基因表达表观遗传记忆的一般机制。