前列腺癌风险位点2p25功能机制解析：SNPs-seq与等位基因特异性蛋白质组学揭示USF1-NOL10调控轴

本研究针对前列腺癌GWAS鉴定的风险位点功能机制不明确的难题，通过高通量SNPs-seq技术筛选出2p25区域关键功能性SNP rs4519489，结合等位基因特异性蛋白质组学技术发现其风险等位基因A特异性结合转录因子USF1，进而调控下游癌基因NOL10表达。研究证实NOL10通过激活细胞周期通路促进前列腺癌进展，首次构建了"rs4519489-USF1-NOL10"调控轴，为前列腺癌的临床诊断和治疗提供了新型生物标志物和潜在靶点。

　　

前列腺癌作为男性最常见的恶性肿瘤之一，在全球范围内造成沉重的疾病负担。每年约有150万新发病例和40万死亡病例，其发病率和死亡率存在显著的地域差异。尽管前列腺特异性抗原(PSA)筛查的普及提高了早期诊断率，但前列腺癌的发病机制复杂，涉及年龄、家族史、遗传背景等多因素交互作用。

近年来，全基因组关联研究(GWAS)已鉴定出450多个前列腺癌易感位点，然而这些位点的功能机制仍不清楚。如何从统计学关联走向功能解析，揭示风险变异影响疾病发生的分子机制，成为当前前列腺癌研究的关键挑战。特别是2p25区域作为多人群GWAS共同鉴定的风险位点，其生物学意义亟待阐明。

针对这一科学问题，研究团队在《Nature Communications》发表了最新研究成果。本研究采用高通量SNPs-seq技术和等位基因特异性蛋白质组学方法，结合多组学数据分析与功能实验验证，系统解析了2p25前列腺癌风险位点的功能机制。

研究主要技术方法包括：①高通量SNPs-seq筛选功能性SNP；②等位基因特异性蛋白质组学鉴定转录因子；③CRISPR基因编辑技术验证功能；④多中心临床队列分析（包括CPGEA、TCGA等数据库）；⑤体内外功能实验（细胞增殖、迁移、侵袭、小鼠移植瘤模型）；⑥器官培养模型验证。

Identification of functionally critical variants and eQTL genes underlying GWAS loci of prostate cancer

通过SNPs-seq技术筛选374个前列腺癌风险位点，发现rs4519489在2p25区域呈现显著的等位基因特异性蛋白结合差异。电泳迁移率变动分析(EMSA)证实风险等位基因A比T等位基因具有更强的核蛋白结合能力。荧光素酶报告基因实验显示A等位基因具有更强的转录激活潜能。表达数量性状位点(eQTL)分析发现rs4519489风险等位基因A与NOL10 mRNA表达升高显著相关。染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)显示该区域具有活跃的组蛋白修饰标志(H3K27ac、H3K4me1、H3K4me3)。CRISPR干扰(CRISPRi)和碱基编辑实验证实rs4519489通过增强子功能调控NOL10表达。

NOL10 upregulation and rs4519489 eQTL correlate with prostate cancer severity

临床数据分析发现NOL10在前列腺癌组织中显著高表达，且与肿瘤分期、淋巴结转移、Gleason评分、生化复发等不良临床特征正相关。生存分析显示高表达NOL10患者总生存期更短。rs4519489风险基因型A/A与更差的生存预后相关，且与NOL10高表达存在协同效应，共同预测更差的临床结局。

NOL10 as an oncogene potentiates proliferation and metastasis of prostate cancer

功能实验表明，通过CRISPR-Cas9将rs4519489从T/T编辑为A/T基因型后，PC3细胞增殖、克隆形成和迁移能力显著增强。shRNA敲低NOL10表达显著抑制DU145和22Rv1细胞的增殖、克隆形成和迁移能力。可诱导过表达NOL10则促进肿瘤细胞恶性表型。小鼠移植瘤实验证实敲低NOL10可显著抑制肿瘤生长，降低Ki67表达，增加E-cadherin表达，降低Vimentin表达。类器官实验也得到一致结果。

NOL10 promotes cell cycle progression contributing to prostate cancer severity

基因集富集分析(GSEA)显示NOL10表达与E2F靶点和G2M检查点通路显著相关。RNA测序分析发现NOL10敲低后细胞周期相关基因显著下调。研究人员构建了NOL10细胞周期特征(CCS)，发现其与细胞周期进展(CCP)评分正相关，且在转移性前列腺癌中显著升高。多因素分析表明NOL10 CCS是前列腺癌的独立预后因素。

Unbiased proteomics approach identified USF1 as an allele-specific mediator between rs4519489 and NOL10

采用等位基因特异性蛋白质组学方法，发现USF1、TBX3和TFAP4等转录因子与rs4519489风险等位基因A特异性结合。生物信息学分析预测rs4519489位于USF1结合 motif中。ChIP-qPCR证实USF1在rs4519489位点富集，且在A/A基因型细胞中富集程度更高。等位基因特异性ChIP-qPCR显示USF1优先结合A等位基因。凝胶超迁移实验(EMSA)进一步验证USF1与A等位基因的特异性结合。

USF1 positively correlates with NOL10 expression and functions as an oncogene in prostate cancer

实验证实敲低USF1可降低NOL10表达，而过表达USF1则上调NOL10表达。临床数据分析显示USF1与NOL10表达正相关，且USF1高表达与晚期肿瘤分期、淋巴结转移、Gleason评分升高和生化复发相关。功能实验表明敲低USF1可抑制前列腺癌细胞增殖、克隆形成和迁移，而过表达USF1则促进这些恶性表型。小鼠实验证实敲低USF1可抑制肿瘤生长。

Combined effects of NOL10 and USF1 on prostate cancer progression

RNA测序分析发现USF1敲低后E2F和G2M通路基因显著下调。共过表达USF1和NOL10可协同促进前列腺癌细胞恶性表型。临床数据分析显示USF1和NOL10共高表达与更差的临床病理特征和生存预后相关。时间依赖性ROC曲线分析表明联合USF1和NOL10比单独指标具有更好的预后预测效能。

本研究通过整合高通量SNPs-seq和等位基因特异性蛋白质组学方法，系统解析了前列腺癌2p25风险位点的功能机制，发现rs4519489风险等位基因A通过增强子活性增加USF1转录因子结合，进而上调癌基因NOL10表达，最终通过调控细胞周期通路促进前列腺癌进展。研究首次揭示了"rs4519489-USF1-NOL10"调控轴在前列腺癌中的关键作用，为前列腺癌的风险预测、预后评估和靶向治疗提供了新的生物标志物和潜在治疗靶点。