组蛋白去甲基化酶KDM9通过BRD2/CCND1/AKT轴促进胶质瘤恶性进展及替莫唑胺耐药的新机制

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Histone demethylase KDM9 activates the CCND1/AKT pathway to promote the malignant progression of gliomas through interaction with BRD2

本研究针对胶质瘤恶性进展和治疗抵抗的临床难题，揭示了组蛋白去甲基化酶KDM9通过介导CCND1启动子区域H4K20me2去甲基化，并与转录因子BRD2相互作用激活CCND1/AKT信号通路，从而促进胶质瘤干细胞特性、增殖侵袭和替莫唑胺(TMZ)耐药。该发现为胶质瘤的预后预测和靶向治疗提供了新的表观遗传学靶点。

　　

胶质瘤作为最常见的中枢神经系统恶性肿瘤，其治疗一直是神经肿瘤领域的重大挑战。尽管手术切除联合替莫唑胺(TMZ)化疗和放疗已成为标准治疗方案，但患者预后仍不理想，五年生存率极低。肿瘤复发和化疗耐药是导致治疗失败的主要原因，其中表观遗传调控异常在胶质瘤恶性进展中发挥着关键作用。组蛋白修饰作为表观遗传调控的重要方式，其异常改变可通过影响基因表达参与肿瘤发生发展。然而，组蛋白去甲基化酶KDM9在胶质瘤中的具体功能和分子机制尚未明确。

在这项发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》的研究中，研究人员通过临床样本分析、细胞实验和动物模型，系统阐述了KDM9在胶质瘤恶性进展中的促进作用及其分子机制。研究发现KDM9在复发胶质瘤组织和细胞系中显著高表达，且与患者不良预后密切相关。

研究采用的主要技术方法包括：临床样本分析（56例胶质瘤组织免疫组化染色）、细胞功能实验（CCK-8、Transwell、球体形成等）、蛋白质相互作用分析（免疫共沉淀Co-IP、免疫荧光）、表观遗传学分析（染色质免疫共沉淀测序ChIP-Seq、ChIP-qPCR）、转录组测序（RNA-Seq）以及体内动物实验（异种移植瘤模型）。

KDM9在胶质瘤中高表达且与不良预后相关

研究人员首先发现KDM9在复发胶质瘤组织中表达显著上调，且与患者总生存期缩短相关。体外实验表明，KDM9敲低可抑制胶质瘤细胞增殖、迁移、侵袭和干细胞特性，同时促进细胞凋亡。

KDM9的促瘤功能依赖于其去甲基化酶活性

KDM9可催化H4K20me2/3去甲基化为H4K20me1，而酶活性位点突变(H582A/D584A)可消除KDM9的促瘤效应，表明其功能发挥依赖于去甲基化酶活性。

KDM9通过介导CCND1启动子区域H4K20me2去甲基化促进其转录

整合RNA-Seq和ChIP-Seq分析发现，KDM9可通过降低CCND1启动子区域H4K20me2甲基化水平，促进CCND1转录表达。

KDM9通过CCND1促进胶质瘤恶性进展和TMZ耐药

回补实验证实，过表达CCND1可逆转KDM9敲低对胶质瘤细胞恶性表型和TMZ敏感性的影响。

KDM9通过上调CCND1激活AKT信号通路

机制研究表明，KDM9/CCND1轴可激活AKT/mTOR信号通路，而AKT抑制剂MK-2206可逆转KDM9过表达引起的信号通路活化。

KDM9与BRD2相互作用共同调控CCND1转录

研究发现KDM9与转录因子BRD2存在相互作用，两者协同促进CCND1转录和AKT通路活化。

体内实验验证KDM9促进胶质瘤生长和TMZ耐药

动物实验表明，敲低KDM9可抑制移植瘤生长，并增强TMZ的治疗敏感性。

研究结论表明，KDM9通过介导CCND1启动子区域H4K20me2去甲基化，并与BRD2协同激活CCND1/AKT信号通路，进而促进胶质瘤恶性进展和TMZ耐药。该研究不仅阐明了KDM9在胶质瘤中的新功能，还为克服TMZ耐药提供了潜在的治疗靶点。

讨论部分强调，该研究首次在肿瘤细胞中揭示了KDM9对H4K20me2的表观遗传调控作用，阐明了KDM9-BRD2-CCND1-AKT这一新信号轴在胶质瘤恶性进展中的关键作用。值得注意的是，KDM9在TMZ耐药细胞系中高表达，且通过激活PI3K/AKT/mTOR通路促进TMZ耐药，这与既往研究发现该通路参与TMZ耐药的结果一致。这些发现为开发针对KDM9的表观遗传治疗策略提供了理论依据，对改善胶质瘤患者预后具有重要意义。