靶向TFAP2β相分离抑制食管鳞癌进展：从染色质可及性到LLPS靶向治疗的新策略

《Cell》：Targeting TFAP2β condensation suppresses the development of esophageal squamous cell carcinoma

本研究针对食管鳞状细胞癌(ESCC)缺乏特异性靶向治疗的难题，通过改进ATAC-seq技术分析早期ESCC临床样本，发现转录因子TFAP2β通过液-液相分离(LLPS)形成凝聚体调控ZNF131转录，并筛选出小分子化合物A6可特异性增强TFAP2β相分离，在细胞、类器官和小鼠模型中均显著抑制ESCC进展，为ESCC提供了新的LLPS靶向治疗策略。

　　

食管癌是全球范围内最具侵袭性的恶性肿瘤之一，其中食管鳞状细胞癌(ESCC)占据了约90%的病例。尽管内镜切除是早期ESCC的首选治疗方法，但其侵入性常导致患者不适和严重并发症。对于复发或转移性ESCC，手术、放疗和化疗效果有限，且伴随明显副作用。目前针对ESCC的靶向药物（如安罗替尼、曲妥珠单抗等）多为广谱抗癌药，疗效不尽如人意，患者5年生存率仍较低。因此，开发针对ESCC的特异性靶向疗法成为当务之急。

近年来，液-液相分离(LLPS)作为一种新的生物分子组织机制，在多种生理和病理过程中发挥关键作用，但其在ESCC转录调控中的具体机制尚不明确。同时，传统ATAC-seq技术在临床微量样本中的应用面临挑战，成功率低，限制了早期ESCC分子机制的研究。

在这项发表于《Cell》的研究中，邓兆敏等人通过优化ATAC-seq建库方法，成功对28例早期ESCC患者的配对组织进行多组学分析，系统揭示了转录因子TFAP2β通过相分离抑制ESCC发展的新机制，并筛选出可增强TFAP2β凝聚体形成的小分子化合物A6，为ESCC的靶向治疗提供了新思路。

研究主要关键技术包括：建立改进的ATAC-seq方法用于临床微量样本分析；整合染色质可及性(ATAC-seq)与转录组(RNA-seq)数据筛选关键转录因子；运用ChIP-seq、FISH等技术验证TFAP2β与靶基因的相互作用；通过分子动力学模拟、氢氘交换质谱(HDX-MS)等技术解析A6与TFAP2β的相互作用机制；利用患者来源类器官(PDO)和异种移植(PDX)模型验证A6的治疗效果。

TFAP2β是EESCC中下调的关键转录因子

研究人员首先优化了ATAC-seq建库方法，通过胶原酶和分散酶的消化处理，将ESCC病理组织的建库成功率提高到80%以上。对28例早期ESCC患者的66个样本（包括癌旁组织P、黏膜层癌组织Tm和黏膜下层癌组织Tsm）进行分析，发现Tm与P相比有17,250个差异可及性峰，其中启动子区域可及性增加，远端调控元件可及性降低。整合分析显示，TFAP2β是EESCC中最显著下调的转录因子之一，其低表达与ESCC患者不良预后相关。

TFAP2β促进细胞凋亡并抑制ESCC细胞增殖、迁移和侵袭

通过免疫组化、Western blot和RT-qPCR验证，TFAP2β在ESCC进展过程中表达逐渐降低。功能实验表明，过表达TFAP2β可抑制ESCC细胞系KYSE150和TE-1的克隆形成和增殖，诱导细胞凋亡，并抑制迁移和侵袭。小鼠皮下移植瘤和尾静脉转移模型进一步证实，TFAP2β过表达能显著抑制肿瘤生长和转移。

TFAP2β在细胞核和体外发生LLPS

生物信息学分析显示，TFAP2β含有内在无序区域(IDR)，这是介导LLPS的关键结构域。免疫荧光显示TFAP2β在正常食管细胞和癌旁组织中形成核内凝聚体，而在癌组织中减少。FRAP、CLEM和DLS等实验证实TFAP2β凝聚体具有动态性、可逆性和无膜特征。体外实验表明，纯化的TFAP2β蛋白可形成液滴状结构，其形成受蛋白浓度、盐离子浓度和pH值调控。

LLPS介导TFAP2β在ESCC中的功能

研究人员构建了TFAP2β的IDR缺失突变体(ΔIDR2)和电荷反转突变体(Mut_IDR2)，发现这些突变体丧失相分离能力，其肿瘤抑制功能也减弱。而通过融合FUS蛋白的IDR恢复相分离能力后，肿瘤抑制功能得以重建。动物实验进一步验证，TFAP2β的相分离能力对其抑制肿瘤生长和转移至关重要。

TFAP2β凝聚体抑制ZNF131转录并招募其他关键TF

通过ChIP-seq和RNA-seq整合分析，发现TFAP2β凝聚体直接结合ZNF131启动子区域，抑制其转录。功能实验表明，ZNF131过表达可逆转TFAP2β的抑癌作用。机制上，TFAP2β凝聚体通过阻止转录激活因子YAP1与ZNF131启动子结合来抑制其转录。此外，TFAP2β凝聚体还能招募NFIX和ID4等其他关键转录因子，促进它们与靶DNA的结合。

A6在体内外诱导TFAP2β相分离

通过虚拟筛选，研究人员发现小分子化合物A6能特异性增强TFAP2β的相分离。分子动力学模拟显示，A6与TFAP2β的DBD-HSH区域结合，通过Arg382和Asn380残基的相互作用稳定TFAP2β构象。HDX-MS证实A6结合导致TFAP2β IDR2区域构象更加有序。SPR和MST实验验证了A6与TFAP2β的直接结合。

A6通过靶向TFAP2β相分离抑制ESCC发展

A6以剂量依赖方式抑制ESCC细胞增殖、迁移和侵袭，并促进凋亡。重要的是，A6对正常食管上皮细胞的影响较小，显示出良好的特异性。在患者来源类器官和PDX模型中，A6处理显著抑制肿瘤生长，增强TFAP2β核内凝聚体形成，但不影响其蛋白水平。TFAP2β敲除实验证实A6的抗肿瘤作用依赖于TFAP2β。

这项研究首次系统揭示了TFAP2β通过相分离调控ESCC转录的新机制，发现其凝聚体具有双重功能：一方面直接抑制ZNF131转录，另一方面作为平台招募其他转录因子。研究人员开发的改进ATAC-seq方法为临床微量样本的表观遗传研究提供了有力工具。更重要的是，筛选出的LLPS靶向化合物A6在多种模型中显示出良好的抗肿瘤效果，为ESCC的精准治疗提供了新策略。

研究的局限性包括对ZNF131下游机制的解析不够深入，其他关键转录因子（如ZIC2、NFIX、ID4）的相分离行为尚未明确，以及TFAP2β凝聚体对染色质空间结构的调控作用有待进一步探索。未来研究将聚焦于A6的药代动力学优化和临床转化潜力评估。

该工作不仅深化了对ESCC转录调控机制的理解，也为靶向相分离的癌症治疗策略提供了重要理论依据和实践范例，有望推动LLPS靶向药物在临床中的应用。