BRCA2截短变异通过PCAF-NF-κB轴调控转录重编程揭示等位基因特异性肿瘤发生机制

《Nature Communications》：A recurrent pathogenic BRCA2 truncating variant reveals a role for BRCA2-PCAF complex in modulating NF-κB-driven transcription

本研究针对BRCA2杂合截短变异在肿瘤发生中的非经典功能展开探索。研究人员通过构建两种常见致病性BRCA2截短变异（c.5946delT/delT和999del5/del5）的乳腺上皮细胞模型，发现delT变异通过表达截短蛋白寡聚化全长BRCA2并劫持PCAF乙酰转移酶，抑制组蛋白H4乙酰化与NF-κB转录活性，进而驱动细胞迁移与侵袭表型；而del5变异仅导致单倍体不足引起的DNA修复缺陷。该研究揭示了BRCA2-PCAF-NF-κB轴在肿瘤发生中的新机制，为变异特异性防治策略提供理论依据。

　　

BRCA2基因的胚系杂合突变是遗传性乳腺癌和卵巢癌的重要诱因。传统观点认为其肿瘤抑制功能丧失需要双等位基因失活，但临床观察发现部分携带单杂合突变的患者仍会发病，且不同变异类型对应的癌症风险存在差异，提示BRCA2可能通过单倍体不足或显性负效应等机制参与肿瘤发生。然而，这些机制在不同变异中的具体贡献及其分子基础尚不明确。

为解答这一问题，研究团队在《Nature Communications》发表的研究中，选取两个常见的BRCA2截短变异——冰岛人群高发的999del5（导致p.Asn257Lysfs17）和德系犹太人常见的c.5946delT（导致p.Ser1982Argfs22），在非肿瘤性乳腺上皮细胞MCF10A中构建杂合模型，系统比较了二者的功能差异。

关键技术方法

研究结合TALEN/CRISPR-Cas9基因编辑技术构建等位基因特异性细胞模型，通过全基因组测序（WGS）和RNA测序分析肿瘤队列（含7例delT和11例del5患者样本）的突变特征与转录组；利用单分子DNA梳技术检测PARP抑制剂（PARPi）诱导的ssDNA缺口；采用免疫共沉淀（Co-IP）和GFP陷阱实验解析BRCA2-PCAF复合物相互作用；通过软琼脂成瘤、3D类器官培养和胶原侵袭实验评估细胞转化能力。

研究结果

1. del5与delT变异呈现截然不同的DNA损伤应答特性

+/del5细胞中BRCA2蛋白水平降低，伴随同源重组（HR）效率下降和对PARPi、丝裂霉素C（MMC）的超敏感性，符合单倍体不足特征。相反，+/delT细胞保留正常BRCA2/RAD51蛋白水平，却表现出对基因毒剂的超耐药性。DNA纤维实验显示+/del5细胞在PARPi处理下积累ssDNA缺口，而+/delT细胞无此现象。

2. delT变异通过表观遗传重编程驱动转录组改变

RNA-seq分析发现+/delT细胞有5%的蛋白编码基因表达异常（如上皮迁移相关通路下调），而+/del5细胞无显著变化。在delT患者肿瘤中同样观察到NF-κB靶基因（如IL6、CXCL1）的普遍抑制。机制上，截短的delT蛋白与全长BRCA2寡聚化，劫持PCAF乙酰转移酶，导致组蛋白H4乙酰化水平降低和p65磷酸化（S536）减弱，破坏NF-κB转录激活正反馈循环。

3. 细胞表型差异印证变异特异性致病机制

+/delT细胞虽增殖减缓、二维迁移能力下降，却在软琼脂和3D类器官模型中呈现更强的侵袭性。过表达PCAF可部分恢复NF-κB靶基因表达并逆转侵袭表型，证实PCAF sequestration的核心作用。而del5相关肿瘤虽也显示HRD突变特征，但无此转录重编程现象。

结论与意义

本研究揭示了BRCA2致病性截短变异的功能异质性：del5通过单倍体不足导致基因组不稳定性，而delT以显性负效应方式重塑PCAF-NF-κB表观遗传调控轴，促进肿瘤侵袭。临床队列分析发现delT肿瘤的野生型等位基因丢失（LOH）比例（67%）高于del5肿瘤（51%），但两者发病年龄无差异，支持单等位基因失活即可驱动肿瘤发生的假说。该研究为BRCA2变异的分层诊疗提供了理论依据，提示针对delT变异的干预策略需靶向转录失调而非仅依赖PARPi。