EZH2与E2F1的非经典结合通过染色质重塑促进三阴性乳腺癌增殖

《EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE》：Noncanonical association of EZH2 with E2F1 promotes tumor proliferation through chromatin remodeling

本研究针对三阴性乳腺癌中EZH2高表达但H3K27me3水平异常低的矛盾现象，揭示了EZH2通过非PRC2依赖方式与转录因子E2F1直接结合，形成功能性复合物调控染色质可及性的新机制。研究发现EZH2-E2F1相互作用通过改变染色质开放性促进细胞周期基因表达，驱动肿瘤增殖，为克服EZH2抑制剂耐药提供了新靶点。

　　

在乳腺癌研究领域，三阴性乳腺癌（TNBC）因其缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人类表皮生长因子受体2（HER2）表达，成为最具侵袭性且治疗选择有限的亚型。值得注意的是，这种恶性肿瘤表现出一个令人费解的矛盾现象：尽管多梳抑制复合体2（PRC2）的催化亚基EZH2表达显著上调，但其催化产生的组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化（H3K27me3）水平却异常低下。这种表观遗传学特征的分离暗示着EZH2在三阴性乳腺癌中可能发挥着超越其经典基因沉默功能的新作用。

为解析这一科学谜题，浦项科技大学和梨花女子大学的联合研究团队在《Experimental and Molecular Medicine》上发表了最新研究成果，系统阐述了EZH2通过与非典型伙伴E2F1转录因子相互作用，驱动三阴性乳腺癌进展的全新机制。该研究不仅揭示了EZH2在肿瘤中的上下文依赖性功能，还为克服当前EZH2靶向治疗的耐药性问题提供了理论依据。

研究人员运用多组学整合分析策略，包括癌症基因组图谱（TCGA）数据库挖掘、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）、转座酶可及染色质测序（ATAC-seq）和RNA测序（RNA-seq），结合分子与细胞生物学实验，全面探索了EZH2在三阴性乳腺癌中的非经典功能。关键技术手段涵盖蛋白质相互作用质谱分析、免疫共沉淀（co-IP）、基因敲降、细胞增殖与凋亡检测、染色质可及性评估等。

EZH2在三阴性乳腺癌中展现PRC2非依赖性功能

通过对TCGA数据库的分析，研究人员发现EZH2是唯一在三阴性乳腺癌中转录和翻译水平均显著升高的PRC2组分。生存分析显示高EZH2表达与三阴性乳腺癌患者不良预后相关。功能实验表明，敲降EZH2而非SUZ12（PRC2核心组分）可显著抑制三阴性乳腺癌细胞增殖，且EZH2甲基转移酶抑制剂GSK126处理虽降低H3K27me3水平，却不影响细胞生长，证实EZH2在三阴性乳腺癌中具有独立于PRC2及其催化活性的功能。

EZH2与E2F1相互作用实现非经典功能

基因组学分析显示，在三阴性乳腺癌细胞中，大量EZH2结合位点缺乏H3K27me3标记（非经典峰），且富集于基因启动子区。转录因子结合 motif 分析发现E2F1 motif 在非经典EZH2靶区域中显著富集。分子实验证实EZH2通过其SANT2结构域与E2F1直接结合，且这种相互作用不涉及其他PRC2组分。质谱分析进一步验证E2F1是EZH1的主要互作转录因子。

EZH2-E2F1复合物调控细胞生理功能

功能研究表明，敲降EZH2或E2F1均显著抑制三阴性乳腺癌细胞增殖，降低Ki-67阳性率，引起G2/M期阻滞和sub-G1期细胞比例增加。凋亡实验显示敲降EZH2或E2F1可激活caspase-3，增加晚期凋亡细胞比例，表明EZH2-E2F1复合物在维持细胞存活和促进周期进展中发挥关键作用。

EZH2和E2F1改变染色质可及性与基因表达程序

基因组学分析发现EZH2与E2F1共同调控306个靶基因，主要富集于染色体维持、细胞周期、端粒延长等生物学过程。双敲降实验鉴定出187个共同下调基因，与细胞周期进程密切相关。ATAC-seq分析显示敲降EZH2或E2F1可降低这些基因启动子区的染色质可及性，如CCNB1和RRM2基因位点，证实EZH2-E2F1通过调控染色质开放性激活基因表达。

E2F1为EZH2的非经典功能提供分子基础

机制探索表明，敲降E2F1导致全基因组H3K27me3水平升高，且这些新增的H3K27me3区域富集E2F1结合 motif，染色质可及性降低。同时，E2F1敲降增强EZH2与SUZ12的相互作用，提示E2F1通过竞争性结合EZH2的SANT2结构域，削弱PRC2复合物形成及H3K27me3沉积，从而促进染色质开放。值得注意的是，GSK126处理不影响EZH2-E2F1互作及其靶基因的染色质状态，进一步证实该过程不依赖EZH2甲基转移酶活性。

本研究系统阐明了EZH2在三阴性乳腺癌中通过与非典型伙伴E2F1相互作用，以PRC2和甲基转移酶活性非依赖的方式调控染色质可及性，促进细胞周期进程和肿瘤增殖的新机制。这一发现不仅解释了三阴性乳腺癌中EZH2高表达与H3K27me3低水平的矛盾现象，还为理解EZH2的上下文依赖性功能提供了新视角。更重要的是，研究揭示了EZH2抑制剂耐药的可能机制，即肿瘤细胞通过EZH2-E2F1非经典通路维持增殖，为开发靶向EZH2-E2F1相互作用的新型治疗策略奠定了理论基础，对改善三阴性乳腺癌患者预后具有重要临床意义。