今天讲述的是2017年发表在Nature Medicine期刊上的一篇文章,主要讲述了通过EZH2抑制剂抑制儿童H3K27M突变的胶质瘤,并解析了其发挥作用的下游机制。
背景
- EZH2在多种肿瘤中高表达,并与不良预后有关(可能抑制了抑癌基因的表达?)
- 少量的K27M突变的H3(3.6%-17.6%)就可以抑制PRC2的活性,导致显著的H3K27三甲基化水平的缺失。
- 本文通过H3K27M诱导的PDGFB驱动的小鼠胶质瘤模型,能够较好地模拟真实的肿瘤生物学特性。
结论
1:过表达H3能够促进胶质瘤的增殖
Figure 1.png2:抑制EZH2减缓了胶质瘤的生长速度
- GSK343和EPZ6438是EZH2的两种抑制剂,加入相关抑制剂之后会导致衰老相关的β半乳糖苷酶SA-β-gal活动。
- p16由CDKN2A位置的INK4A翻译,是细胞在胁迫或者癌变时被诱导的蛋白,多梳复合物(polycomb group)对正常情况下维持INK4A的低表达非常重要。
- H3K27M的细胞相比H3WT组Ink4a的水平更低,并且出现显著的H3K27me3的丢失。此外,H3.1 K27M突变同样有相同的效应,证实并非是由于H3.3与Ink4a的启动子结合相互作用介导的。
3:EZH2抑制能够拮抗病人来源的H3K27M肿瘤组织生长
- 有趣的是,在H3G34V的病人中并没有类似的效应。
4:EZH2抑制通过p16对肿瘤产生作用
- p16敲除的DIPG细胞对EZH2的抑制不产生响应;
- 成人胶质瘤中,TP53的突变,常常与较高水平的p16相伴随;
- 有趣的是,具有TP53突变的DIPG细胞系,并没有p16的高表达,说明p16的表达是受到PRC2的调控的。
5:H3K27me3在H3K27M样本中的部分位点中仍然保留
- H3K27M过表达的NSC中H3K27me3下降的基因位点,与EZH2抑制后的效果具有很大的重合;
- 仍然保留H3K27me3的基因很大一部分处于CpG islands;
- 这些基因可能对分化意义十分重大,因此对于外界的EZH2改变并不敏感;
6:H3K27M导致下游基因显著的改变
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Cdkn2a和Hoxa3-Hoxa6基因属于CGIs increased系列,同时也出现了表达的下降。
Figure 5d.png
总结:
- 那些与PRC2亲和力较弱的位点,在H3K27M突变时,由于PRC2的功能抑制,导致H3K27me3的丢失,基因组开放程度增加,基因表达上调;
- 某些位点与PRC2亲和力较强,当H3K27M突变时,其产生的抑制效果无法拮抗原先富集的PRC2,导致其基因转录水平并没有出现剧烈的改变,在调控上较为惰性;
- 另一类基因,在H3野生型的胶质瘤中其H3K27me3水平并没有十分显著,在H3K27M突变胶质瘤中表达量反而下降。这类基因主要是一些抑癌基因;
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H3K27me3并没有出现在一些新靶点上,暗示着H3K27M突变的效应可能是指向增强原先的表达模式。
Figure 6h.png
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