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BAF復合物成為兒童神經膠質瘤潛在新靶點

健康知識養生常識

撰文|孫麗責編|徐佳琳
彌漫性中線膠質瘤是一種致命的兒童中樞神經系統疾病 ， 其診斷后的中位生存期僅有9~12個月 。 這類兒童腫瘤的主要遺傳致病因素是編碼組蛋白H3的基因突變 ， 導致出現一組重復性氨基酸替換(H3K27M)；H3K27M癌組蛋白破壞正常染色質結構 ， 導致表觀遺傳譜異常 ， 使得細胞處于發育停滯狀態 ， 常規的治療方法難以治愈 。
包括H3K27M膠質瘤在內的兒童高級別膠質瘤 ， 是典型的表觀遺傳學改變導致腫瘤發生的例子；其中 ， 70%以上的H3K27M膠質瘤在編碼組蛋白3變體H3.1、H3.2和H3.3的基因中存在突變 ， 產生癌組蛋白 。
2022年12月 ， 來自波士頓丹娜法伯癌癥研究院的科學家MariellaG.Filbin和JunQi兩大團隊合作 ， 在CancerDiscovery上發表了題為BAFComplexMaintainsGliomaStemCellsinPediatricH3K27MGlioma的文章 。 作者發現BRG1-BAF復合物作為增強子和轉錄因子景觀的關鍵調節因子 ， 可維持H3K27M膠質瘤處于一種少突膠質前體細胞（OPC）樣狀態 ， 阻止膠質細胞分化；并建立了以BAF復合物為藥理學靶點的兒童H3K27M膠質瘤的新治療策略 。
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表觀遺傳失調是引發H3K27M膠質瘤的核心因素 ， 作者應用CRISPR/Cas9篩選表觀調控因子 ， 發現源于患者的H3K27M膠質瘤神經球模型在體外培養過程中依賴于哺乳動物BAF（SWI/SNF）染色質重塑復合物的核心成分BRG1(SMARCA4) 。
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在H3K27M膠質瘤神經球模型中 ， 應用CRISPR/Cas9陰性篩選 ， 篩選到215個膠質瘤增殖依賴的表觀遺傳因子；通過數據分析 ， 發現有4個復合物起關鍵作用 ， 這其中BAF在H3K27M膠質瘤中的作用未知 。 進一步通過單基因CRISPR/Cas9敲除驗證了以上復合物中的14個基因在H3K27M膠質瘤神經球中的作用 ， 發現SMARC4作為BAF復合物中的關鍵組成部分 ， 在H3K27M膠質瘤發生中有重要依賴性 。
在兒童H3K27M膠質瘤中 ， H3K27M突變會抑制神經膠質分化能力 ， 將腫瘤細胞保持在分裂增殖的、OPC干細胞樣狀態；而這種狀態正是由BAF復合物的核心部分BRG1(SMARCA4)所維持的 。
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分析mRNA測序數據 ， 發現不同H3K27M膠質瘤細胞亞群（OPC樣 ， 星形膠質細胞（AC）樣 ， 少突膠質細胞(OC)樣 ， 循環分裂狀態）中 ， SMARCA4都會出現；但在OPC樣腫瘤細胞亞群中的活性顯著高于在AC樣腫瘤細胞亞群中的活性 。
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單細胞測序數據發現BT809神經球模型中富含BRG1；比照H3K27M膠質瘤病人的scRNA測序數據 ， 發現OPC樣腫瘤細胞的BRG1比AC樣腫瘤細胞的更高 。
為了研究BRG1-BAF在調控H3K27M膠質瘤處于OPC干細胞樣狀態的作用機制 ， 作者通過單細胞測序 ， 比較了SMARCA4基因缺失對H3K27M膠質瘤細胞的影響 。 結果表明 ， 在BT809神經球細胞中 ， 與陰性對照（AAVS1）相比 ， 敲除SMARCA4基因 ， 可降低OPC樣標志基因的染色質可及性、增加成熟AC樣腫瘤細胞標記基因的染色質可及性 ， 說明了SMARCA4基因在保持H3K27M膠質瘤的OPC樣狀態中發揮重要作用；此外 ， 敲除SMARCA4基因 ， 可降低循環分裂狀態的細胞比例 ， 增加AC樣細胞的比例 。
為了檢測SMARCA4缺失是否影響H3K27M膠質瘤在小鼠體內的致瘤性 ， 作者將H3K27M膠質瘤細胞 ， 移植入免疫低下小鼠體內 ， 建立人源性組織原位異種移植（PDOX）模型 。 研究發現 ， 敲除SMARCA4使得小鼠體內腫瘤體積變?。ㄏ聢DA）；移植SMARCA4敲除的腫瘤細胞的小鼠存活時間更久（下圖B） ， 免疫組化染色也發現這些小鼠體內的腫瘤細胞數量更少（下圖C） 。 因此 ， 認為敲除SMARCA4可降低H3K27M膠質瘤的致瘤性 。