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前言：

G9a是具有SET结构域的组蛋白甲基转移酶，可以与GLP(G9a-likeprotein)形成复合物催化组蛋白H3K9单甲基化和二甲基化。G9a在多种癌症中表达升高，并通过沉默肿瘤抑制基因或激活生存相关基因对肿瘤发挥促进作用。而此前没有G9a遗传学改变能直接引发肿瘤形成的报道。

本文发现G9a的SET域内发生复发性激活突变，且具有致癌功能。G9a的基因组拷贝数增益在黑色素瘤和其他恶性肿瘤中相对常见，并在体内外均显示出致癌活性。G9a通过抑制WNT通路的负调节因子DDK1发挥作用，可作为黑色素瘤或其他具有G9a遗传学改变的癌症的潜在治疗靶点。

实验结果：

通过查询公开的人黑色素瘤全基因组测序数据，有6例携带glycine位复发性G9a点突变：包括4例GL和2例GW，该位点位于SET域。对TCGA黑色素瘤拷贝数数据集的分析发现，包含G9a基因的6p21基因座具有显著的拷贝数增益。

在GLP存在时，G9aGL和GW突变显著增强H3K9甲基化。转导G9aWT或GL、GW的细胞不依赖于贴壁生长更为明显，且G9a突变的作用尤为显著。在BRAFVE;p53-/-斑马鱼黑色素瘤模型中，GL/W两种突变显著加速黑色素瘤发病。

TCGASNP阵列数据集的分析结果表明25.8%的黑色素瘤携带3个及以上G9a拷贝数。相比于G9a非扩增的黑色素瘤细胞或人原代黑色素细胞，具有3个及以上G9a拷贝数的黑色素瘤细胞株H3K9me2水平显著升高。G9a增益/H3K29me高表达的黑色素瘤细胞生长被G9a敲除选择性地抑制，且对G9a/GLP抑制剂高度敏感。G9a/GLP抑制剂UNC有效抑制异种移植瘤生长，并在G9a增益的WMB和G9a扩增的HsT模型中诱导20-25%肿瘤完全消退，显著延长生存期。

为了阐述G9a调节增殖和黑色素瘤形成的潜在作用机制，对敲除G9a的HsT细胞进行全基因组RNA测序。结果表明黑色素细胞发育与生存的主要调节因子MITF也是一个扩增或突变的黑色素瘤致癌基因，由G9a敲除所下调，而MITF靶基因也被显著下调。同时，G9a/GLP敲除或抑制导致MITF蛋白和H3K9me2水平降低。而异位表达MITF部分回复了G9a敲除或抑制对细胞生长的影响。提示G9a通过刺激MITF表达调控G9a增益/扩增的黑色素瘤生长。

基因富集分析表明，WNT/β-catenin上调的基因显著富集。G9a敲除或抑制使β-catenin的转录活性和靶基因表达降低，且细胞核β-catenin表达降低。异位表达持续激活的β-catenin后能完全逆转UNC对MITF的下调作用。提示G9a通过经典的WNT/β-catenin信号通路刺激MITF的表达。

进一步分析发现，DKK1在G9a过表达的细胞中下调，而在敲除的细胞中上调。利用G9aChIP-seq数据集发现G9a占据DKK1的启动子区域。UNC降低DKK1启动子H3K9me2，导致DKK1mRNA和蛋白水平升高。提示G9a通过H3K9me2组蛋白修饰直接抑制DKK1转录。敲除DKK1逆转了UNC的作用。提示G9a介导的DKK1抑制诱导了WNT/β-catenin-MITF信号轴，增强了G9a拷贝数增益或突变的黑色素瘤的生长。

此外，G9a-DKK1-WNT信号轴在除黑色素瘤之外的多种癌症中具有保守性，G9a通过激活WNT通路潜在地促进肿瘤形成。通过进一步研究发现，G9a表达可以作为免疫检查点抑制剂响应的预测标志物。同时，G9a抑制剂显著增加anti-PD1或anti-CTLA4的抗肿瘤作用，说明G9a抑制潜在提升免疫检查点抑制剂的响应。

结论：

G9a的致癌性遗传学异常通过抑制DKK1激活WNT信号通路驱动肿瘤形成和不利的肿瘤微环境。该研究揭示了肿瘤发展的一个关键机制并发现了恢复肿瘤免疫微环境的策略。

参考文献

ShinichiroKato.Gain-of-functiongeneticalterationsofG9adriveoncogenesis.,DOI:10./-.CD-19-.

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