EZHIP通过调控神经元样突触基因程序与抑制多胺代谢重塑儿童脑瘤分子景观

《Acta Neuropathologica Communications》：EZHIP boosts neuronal-like synaptic gene programs and depresses polyamine metabolism

本研究针对EZHIP在儿童脑瘤中的突变谱系及其功能未知的问题，通过分析3,259例儿科脑瘤样本的基因组数据，并结合人类神经前体细胞模型的多组学实验，首次发现EZHIP突变不仅存在于PFA室管膜瘤，还出现于髓母细胞瘤和儿童高级别胶质瘤（包括H3K27M阳性DMG），且与EGFR突变共存。功能研究表明EZHIP表达激活突触相关基因程序（如NLGN3）并抑制甲硫氨酸/多胺代谢，揭示了其通过代谢-表观遗传交叉调控促进肿瘤发生的新机制，为联合靶向代谢通路提供理论依据。

　　

在儿童脑瘤研究领域，后颅窝A型（PFA）室管膜瘤和弥漫中线胶质瘤（DMG）犹如两道棘手的难题，它们共享一个关键分子特征——组蛋白H3K27三甲基化（H3K27me3）的全局性缺失。这种表观遗传异常分别由EZHIP蛋白和H3K27M突变组蛋白驱动，两者通过抑制Polycomb抑制复合物2（PRC2）功能产生类似效应。尽管EZHIP是PFA中最常发生突变的基因，但其突变的功能意义及除抑制PRC2外的其他生物学功能仍属未知领域。更令人困惑的是，临床观察发现罕见的不携带H3K27M突变的DMG却表达EZHIP，这种相互排斥现象暗示着更深层次的生物学联系。

为解开这些谜团，Hasheminasabgorji等研究人员在《Acta Neuropathologica Communications》上发表了最新研究成果，系统描绘了EZHIP在儿科脑瘤中的突变图谱，并利用人类神经模型深入探索其功能。研究团队通过对儿科脑瘤图谱（PBTA）中3,259例样本的基因组数据挖掘，结合St Jude研究医院的独立队列验证，发现EZHIP突变不仅限于PFA，还存在于髓母细胞瘤（SHH和WNT亚型）和儿童高级别胶质瘤（HGG）中。尤为值得注意的是，所有携带EZHIP突变的HGG病例均伴有EGFR突变，且部分H3K27M阳性DMG中同样检测到EZHIP表达，这挑战了传统认知中EZHIP与H3K27M互斥的假设。

在技术方法上，研究采用多组学整合策略：利用儿科脑瘤图谱（PBTA）和TCGA数据库进行突变景观分析；通过PiggyBac转座系统在人类神经前体细胞（hNPC）中过表达EZHIP进行功能验证；运用RNA测序和基因集富集分析（GSEA）解析转录组变化；采用液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）进行靶向代谢组学检测；结合免疫荧光、Western blot等技术验证关键蛋白表达。患者样本来源包括儿童脑瘤网络（CBTN）的临床标本和肿瘤银行资源。

突变分析揭示EZHIP在非PFA肿瘤中的存在

研究人员发现EZHIP突变分布于整个蛋白序列，未呈现明显热点区域，且突变位点多位于AlphaFold预测的低致病性评分区域。与既往认知不同，EZHIP突变在髓母细胞瘤（3例）和高级别胶质瘤（5例）中均有发现，后者包括2例H3K27改变的DMG和3例H3野生型病例。基因共现分析显示，所有EZHIP突变HGG均伴有EGFR突变，其中两个EGFR位点为已知癌症驱动突变。RNA-seq数据证实突变EZHIP在H3K27M阳性DMG中仍有表达，这为理解DMG与PFA的分子连续性提供了新证据。

EZHIP表达激活神经元样基因程序

通过在人神经前体细胞中过表达EZHIP，转录组分析显示1,426个基因共同上调，其中86个与PFA肿瘤中上调基因重叠。GSEA分析显著富集于"突触蛋白互作""神经递质释放周期"及"神经轴突蛋白与神经连接蛋白"等通路。特别值得注意的是，胶质瘤中已知的促肿瘤因子神经连接蛋白-3（NLGN3）在EZHIP过表达细胞中显著上调，Western blot在三个独立hNPC模型中验证了这一发现。对PFA患者单细胞RNA-seq数据的重新分析及肿瘤组织免疫荧光实验均证实NLGN3蛋白的表达，提示PFA细胞可能通过激活神经元样通讯程序促进肿瘤生长。

EZHIP调控代谢通路重编程

整合PFA肿瘤与正常小脑组织的代谢组学比较发现，EZHIP表达引起氨基酸代谢、糖酵解和TCA循环的深刻改变。关键的是，甲硫氨酸和聚胺代谢通路均被抑制：甲硫氨酸水平显著降低，而作为S-腺苷甲硫氨酸（SAM）生成关键酶的AMD1表达下降。SAM是组蛋白甲基化的通用甲基供体，这一发现提示EZHIP可能通过抑制甲硫氨酸代谢间接导致H3K27me3缺失，形成PRC2直接抑制之外的"双保险"机制。

本研究突破性地扩展了对EZHIP生物学功能的理解：它不仅通过抑制PRC2直接调控表观遗传状态，还通过重编程代谢网络（抑制甲硫氨酸-聚胺轴）和激活神经元样突触程序，多维度塑造肿瘤微环境。临床意义上，研究首次证实EZHIP突变与EGFR突变在儿童高级别胶质瘤中的共现性，为年轻患者（中位年龄5岁）的分子分型提供新标志。更重要的是，聚胺代谢抑制被识别为PFA和DMG的共同脆弱性，正在进行的针对聚胺转运抑制剂（如AMTX-1501）的临床试验（NCT05717153、NCT06465199）有望扩展至PFA患者群体。这项研究为开发联合靶向表观遗传和代谢通路的精准疗法奠定了理论基础，尤其对目前缺乏有效化疗方案的PFA室管膜瘤具有重要转化价值。