組蛋白修飾與膠質瘤發生發展

　　隨著我國經濟的發展、人們生活水平的提高、老齡化程度的加劇以及環境因素的變化，腦腫瘤已成為危害國人健康的十大惡性腫瘤之一，并且發病率呈上升趨勢。膠質瘤是最常見的顱內惡性腫瘤，其發病率占全部顱內腫瘤的40%～50%，患者1年生存率約為30%，5年生存率不足5%。

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　　膠質瘤呈浸潤性生長，和正常腦組織沒有明顯界限，臨床上難以完全切除；由于血腦屏障的存在，該病對放射治療和化學治療都不敏感，故其具有高侵襲、高復發、高致死的“三高”特征。目前對于膠質瘤，特別是高級別的膠質母細胞瘤，缺乏有效的治療手段。深入研究膠質瘤發病機制，對發現新的膠質瘤治療靶標和方法，具有重要的理論和現實意義。組蛋白修飾等表觀遺傳學修飾是調控發育和腫瘤（包括膠質瘤）的重要方式。

　　Liu等利用染色質免疫共沉淀結合基因測序的方法發現，表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）的組成型活性突變體EGFRⅧ（缺失2～7外顯子）高表達的膠質瘤細胞通過促進組蛋白H3賴氨酸甲基化（H3K4me1）和乙酰化（H3K27ac），特異上調SOX9和FOXG1轉錄因子響應的增強子活性，從而增強下游基因的表達，導致膠質瘤的惡性增殖和侵襲。在營養限制的條件下，膠質瘤細胞激活AKT，上調并穩定組蛋白H4乙酰化（AcH4）水平。

　　Kitange等對膠質瘤化療藥替莫唑胺（temozolomide，TMZ）抗藥性的研究也表明，甲基轉移酶MGMT表達上調和組蛋白H3賴氨酸乙酰化（H3K9ac）上調及組蛋白3甲基化（H3K9me2）下調存在相關性。但是，組蛋白乙酰化調控膠質瘤發生發展的機制還不是很清楚。我們的前期研究發現膠質瘤增殖和膠質瘤干細胞干性維持受到多種信號通路的調控。

　　在EGFR高活性的膠質瘤患者標本中，EGFR高活性促進膜受體蛋白DCBLD2與TRAF6結合，泛素化激活AKT的活性，促進膠質瘤的增殖和膠質瘤干細胞干性維持。在血小板生長因子受體PDGFRA高表達的膠質瘤患者標本中，PDGFRA激活SRC，增強鳥苷酸交換因子DOCK180的磷酸化和活性，促使RAC1活化，促進膠質瘤細胞的遷移和侵襲。我們也發現PDGFRA調節膠質瘤細胞的上皮-間質轉化和腫瘤干細胞干性維持。

　　最近，我們揭示了組蛋白乙酰化修飾調節癌基因轉錄從而誘導神經膠質瘤增殖與腫瘤干細胞干性維持的新機制。通過基因轉染、免疫印跡、RNA-Seq、ChIP-Seq和構建顱內原位腫瘤模型等方法，發現EGFR及其膠質瘤中常見突變體EGFRⅧ的激活特異上調組蛋白Ⅲ的第23位賴氨酸的乙酰化水平（H3K23ac）。H3K23乙酰化水平升高招募三基序家族蛋白TRIM24與染色質結合，TRIM24結合H3K23ac依賴于其C端的溴結構域（Bromodomain）。TRIM24作為轉錄因子共激活子，通過其N端三基序結構與細胞核STAT3結合，穩定并激活STAT3轉錄活性，調節下游通路的活化，導致膠質瘤的惡性增殖。

　　利用本實驗室建立的臨床來源的神經膠質瘤干細胞系進一步研究發現，EGFR上調的H3K23乙酰化對于膠質瘤干細胞的干性維持也具有重要的作用。抑制TRIM24表達或抑制TRIM24與H3K23ac的結合，明顯抑制EGFR/H3K23ac調節的STAT3的轉錄活性及膠質瘤干細胞的擴增和干性維持。進一步對臨床膠質瘤標本進行分析發現，EGFR磷酸化、TRIM24表達和STAT3磷酸化同步改變。而且，EGFR高磷酸化、TRIM24高表達及STAT3高磷酸化的膠質瘤患者預后較差。這一研究闡明了組蛋白乙酰化參與膠質瘤發生發展的表觀遺傳學調控的新機制。同時，研究揭示對于伴有EGFR高擴增高突變的患者，TRIM24不僅是一潛在的臨床診斷標志物，而且是一有益的腫瘤治療靶標。TRIM24調控的22個基因簇有望能用于開發臨床預測膠質瘤的新方法。