KAT2A通过H3K79琥珀酰化调控SH2B3表达促进三阴性乳腺癌恶性进展的机制研究

《The FASEB Journal》：KAT2A-H3K79succ-Mediated SH2B3 Upregulation Promotes TNBC Metastasis Through Diminishing the Ubiquitin-Dependent Degradation of Vimentin

本研究首次揭示组蛋白乙酰转移酶KAT2A通过催化H3K79位点琥珀酰化（succinylation）修饰激活SH2B3转录，进而稳定波形蛋白（vimentin）表达的新机制。该轴心信号通过调控上皮-间质转化（EMT）进程和细胞骨架重组，显著增强三阴性乳腺癌（TNBC）的增殖、迁移和侵袭能力，并为卡铂（carboplatin）化疗耐药提供新靶点，为TNBC精准治疗提供理论依据。

　　

KAT2A在三阴性乳腺癌中高表达并与患者不良预后相关

组蛋白乙酰转移酶KAT2A作为GNAT超家族成员，在多种肿瘤中呈现异常高表达。通过TCGA（The Cancer Genome Atlas）和CPTAC（Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium）数据库分析发现，KAT2A在15种肿瘤组织中的转录水平和蛋白水平均显著上调，尤其在乳腺癌中差异最为显著。TNBC（triple-negative breast cancer）患者肿瘤组织中KAT2A表达明显高于正常乳腺组织，且与患者总体生存率呈负相关。Western blot验证14对临床样本显示，85.7%的TNBC组织中KAT2A蛋白表达上调，证实其作为TNBC潜在生物标志物的重要价值。

KAT2A加速TNBC细胞体内外生长和转移

功能实验表明，敲低KAT2A可显著抑制MDA-MB-231和MDA-MB-468细胞的增殖能力和克隆形成能力，而过表达则产生相反效应。动物实验进一步证实，KAT2A缺失可抑制移植瘤生长和肺转移。机制研究发现，KAT2A通过调控上皮-间质转化（EMT）关键分子（N-钙黏蛋白和波形蛋白）影响细胞迁移侵袭，并参与细胞骨架重构。值得注意的是，KAT2A对TNBC细胞凋亡过程影响有限，提示其主要通过促进恶性表型而非抑制细胞死亡驱动肿瘤进展。

KAT2A改变TNBC致癌转录组景观

RNA-seq分析发现KAT2A敲除导致857个差异表达基因，GO富集分析显示这些基因主要富集在DNA转录调控相关通路。通过整合KAT2A和H3K79succ的ChIP-seq数据，鉴定出5个潜在靶基因，其中SH2B3与KAT2A的mRNA水平相关性最高。实验验证表明KAT2A可正向调控SH2B3的转录和蛋白表达，提示SH2B3可能是KAT2A下游关键效应分子。

KAT2A介导的H3K79琥珀酰化激活SH2B3转录

免疫荧光证实KAT2A与H3K79succ在TNBC细胞核内共定位。双荧光素酶报告基因和ChIP-qPCR实验表明，KAT2A可直接结合SH2B3启动子区域（-1372至-1439、-1248至-1240、-386至-468位点），并催化H3K79succ修饰。补充琥珀酰辅酶A（succinyl-CoA）和琥珀酸盐可剂量依赖性增强SH2B3表达，而模拟高脂环境的油酸处理也能通过提升H3K79succ水平促进SH2B3表达，这为代谢重编程与表观遗传调控的交叉对话提供了新证据。

SH2B3缺失逆转KAT2A对TNBC的促癌效应

功能回复实验证实，SH2B3敲低可显著抑制TNBC细胞增殖、迁移和侵袭能力，而过表达则促进这些恶性表型。更重要的是，在KAT2A过表达背景下敲低SH2B3，可有效逆转KAT2A对细胞增殖、迁移、侵袭和细胞骨架形成的促进作用，证明KAT2A主要通过SH2B3发挥其致癌功能。

SH2B3通过抑制波形蛋白泛素化降解促进TNBC进展

CoIP-MS技术鉴定出SH2B3与波形蛋白（vimentin）存在直接相互作用。机制研究表明，SH2B3不影响vimentin的mRNA水平，但通过竞争性结合vimentin，干扰其与泛素连接酶TRIM21的结合，从而抑制vimentin的泛素化降解。蛋白酶体抑制剂MG132处理可逆转SH2B3敲低导致的vimentin降解，证实该调控依赖于蛋白酶体途径。这种蛋白稳定性调控机制为理解SH2B3在肿瘤中的双重角色提供了新视角。

KAT2A/SH2B3轴影响TNBC细胞对卡铂的敏感性

临床数据分析显示，KAT2A/SH2B3低表达的TNBC患者在新辅助化疗（含卡铂方案）中更易获得病理完全缓解（pCR）。体外实验证实，敲低KAT2A或SH2B3可显著降低卡铂的IC₅₀值，并增强卡铂诱导的细胞凋亡。这些发现为克服TNBC化疗耐药提供了潜在靶点，提示KAT2A/SH2B3轴可能作为预测化疗疗效的生物标志物。

本研究系统阐明了KAT2A-H3K79succ-SH2B3信号轴在TNBC恶性进展中的关键作用，首次揭示了琥珀酰化修饰调控vimentin蛋白稳定性的新机制，为TNBC的靶向治疗和化疗增敏提供了新的理论依据和治疗策略。