《Nature | JAK-STAT等的一过性表观遗传破坏,而非基因突变即可致癌》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-04-29
  • 2024年4月24日,蒙彼利埃大学G. Cavalli、A.-M. Martinez共同通讯在Nature发表题为Transient loss of Polycomb components induces an epigenetic cancer fate的文章,发现作为维持细胞身份所必需的表观遗传学调节因子的多梳群(Polycomb group, PcG)蛋白的短暂破坏可以引发一种自我延续的癌症状态。这一发现挑战了长期以来认为癌症仅由基因突变驱动的观点,并突出了表观遗传机制在肿瘤发生中的潜在作用。

    研究人员在果蝇身上使用了一种复杂的系统,使它们能够有条件地消耗PRC1(Polycomb Repressive Complex 1)亚基PH,随后恢复其表达。值得注意的是,即使在PH水平恢复后,在早期发育阶段短暂的24小时PH消耗也足以引发眼视盘中的肿瘤形成。这些肿瘤被称为表观遗传学引发的癌症(EIC),表现类似人类癌症的特征,包括过度生长、细胞极性丧失和分化受损。然后,作者发现EIC不是由在持续的PH耗竭时观察到的广泛的转录失调驱动的。相反,一个特定的基因集,包括JAK-STAT信号通路的关键成员和转录抑制因子ZFH1(与人致癌基因ZEB1同源),尽管在大多数PcG结合位点恢复了PH水平并重新建立了正常的染色质景观,但仍保持不可逆的上调。

    进一步的研究表明,这些不可逆上调的基因与不同的染色质可及性模式有关,富含特定的转录因子结合基序,如STAT92E(STAT转录因子的果蝇同源物)。值得注意的是,EIC中STAT92E或ZFH1的缺失部分挽救了致癌表型,表明它们在维持肿瘤状态中的关键作用。值得注意的是,作者证明EIC可以在成年果蝇中通过连续的同种异体移植物自主繁殖,随着时间的推移表现出越来越强的侵袭性和转移潜力。这一进展暗示了额外的表观遗传学或遗传修饰的潜在获得,而这些修饰进一步增强了这些细胞的成瘤能力。

    这项研究的发现对我们理解癌症的发生和发展具有深远的意义。通过证明短暂的表观遗传扰动可以触发自我延续的癌症状态,作者挑战了癌症完全由基因突变驱动的教条。这项工作为研究表观遗传机制在肿瘤发生中的作用开辟了新的途径,并突出了在癌症治疗中靶向表观遗传调节因子的潜力。

    此外,将STAT92E和ZFH1等特定因子鉴定为EIC状态的关键驱动因素,为深入了解这一现象的分子机制提供了依据,并可能为开发靶向治疗策略铺平道路。此外,观察到EIC可以随着时间的推移获得越来越强的攻击性,这就提出了一个有趣的问题,即表观遗传和基因改变在形成肿瘤进化过程中的潜在相互作用。

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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-11-13
    • 本文内容转载自“ immunity速读”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/RDzfaQvGOuakgdCi3tXrGA 2023年11月8日,法国人类传染病遗传学实验室Tom Le Voyer等团队在Nature发表题为Autoantibodies against type I IFNs in humans with alternative NF-κB pathway deficiency的文章。该研究发现了几项关于I型干扰素(IFN)自身抗体产生及严重病毒感染易感性的遗传因素方面的新见解。 该研究发现了影响NF-κB信号通路替代(alternative)途径的遗传缺陷,包括NIK或RELB的隐性遗传缺陷以及一种特定形式的显性NFKB2缺陷。这些缺陷会导致AIRE表达的胸腺髓上皮细胞(medullary thymic epithelial cell, mTECs)成熟受损。这种中枢免疫耐受的缺陷导致了自身免疫耐受的丧失,并产生中和多种IFN-α亚型和IFN-ω的自身抗体。与其他影响经典NF-κB通路的缺陷相比,这些NF-κB通路替代途径缺陷患者中I型IFN自身抗体的存在率很高(p52-LOF/IκBδ-GOF患者中为82%)。重要的是,这些自身抗体的存在与严重病毒感染的易感性增加有很强的相关性,涉及COVID-19、流感和单纯疱疹病毒等。所有发生严重COVID-19肺炎的患者体内均检测到中和IFN-α2和IFN-ω的自身抗体。 对患者胸腺活检样本的进一步分析发现,RELB或NFKB2缺陷患者胸腺内缺乏正常组织结构的AIRE+ mTECs和Hassall小体。这种中枢免疫耐受的缺陷对I型IFN较为特异,因为患者没有APS-1患者的广泛的多器官自身免疫特征。同时,携带NFKB2突变同源变异的杂合子小鼠mTEC细胞数和成熟度也降低,AIRE表达下调。NFKB2-RELB异源二聚体激活受损导致对I型IFN反应性T细胞的负选择缺陷。即使经历造血干细胞移植,自身抗体仍持续存在,说明是基质细胞固有的缺陷。 总之,该研究极大推进了对Ⅰ型IFN免疫耐受丧失的遗传基础及病毒病易感性的理解。这些发现对识别病毒大流行期间高危患者,以及设计预防策略以减轻并发症意义重大,同时也为进一步阐明胸腺免疫耐受和自身抗体产生的分子通路打开了新视角。