Aurora B与INCENP共过表达通过协同激活激酶活性严重破坏有丝分裂并重塑转录组景观

研究人员针对Aurora B激酶（AurkB）过表达在肿瘤发生中的矛盾机制争议，通过系统研究非转化人细胞中AurkB及其支架蛋白INCENP的共过表达效应，发现两者协同稳定并显著增强AurkB活性，导致染色体分离异常、纺锤体检查点持续激活和独特的转录组重编程，为癌症治疗靶点选择提供新依据。

　　

细胞分裂过程中，Aurora B激酶作为染色体乘客复合体（Chromosomal Passenger Complex, CPC）的核心催化亚基，通过调控组蛋白H3第10位丝氨酸磷酸化（H3S10P）、纠正动粒-微管错误连接等功能维持基因组稳定性。然而矛盾的是，Aurora B过表达虽与多种肿瘤相关，但其作用机制长期存在争议：早期研究认为过表达会增强激酶活性，而近期观点却提出可能抑制活性。更关键的是，作为CPC支架蛋白的INCENP在调控AurkB活性中的作用尚未阐明，两者共过表达对细胞的影响更是众说纷纭。

为解答这些核心问题，西班牙塞维利亚安达卢西亚分子生物学与再生医学中心（CABIMER）的研究团队在非转化的人视网膜色素上皮细胞（hTERT RPE-1）中，通过慢病毒转染和四环素诱导表达系统，首次系统比较了AurkB、INCENP单独及共过表达的生物学效应。研究发现，两者共表达不仅通过蛋白互稳效应显著提升CPC组分含量，更协同放大了AurkB的激酶活性——这直接体现为全基因组范围的H3S10P修饰剧增。相关成果发表在《iScience》期刊。

研究主要采用四环素诱导的Flp-In稳定细胞系构建、活细胞成像追踪有丝分裂进程、RNA-seq转录组分析和ChIP-seq表观遗传修饰检测等关键技术。通过荧光标记的Cyclin B1动态监测发现，共过表达使有丝分裂时长从对照组的34.6分钟延长至95.3分钟，且约50%细胞出现染色体错配。Mad2动粒滞留实验证实纺锤体检查点（SAC）被持续激活。

关键结果解析

1. 蛋白互稳与激酶活性协同增强
   共表达使AurkB和INCENP蛋白水平提升3-5倍，H3S10P修饰强度较单独过表达增加2.8倍。值得注意的是，这种协同效应在间期细胞中即引发异常H3S10P积累，打破该修饰仅在有丝分裂期富集的规律。

2. 有丝分裂灾难性紊乱
   高分辨率活细胞成像显示，共过表达细胞中动粒-微管连接反复解离，导致87%细胞出现滞后染色体。伴随SAC持续激活，最终42%细胞以凋亡告终，这与临床中AURKB/INCENP双高表达肿瘤患者生存率骤降的现象吻合。

3. 转录组特征性重编程
   RNA-seq揭示共过表达特异性调控1102个基因（单独过表达仅影响199-381个），其中67.8%基因表达上调，与单独过表达以抑制为主（72.9%）的模式截然不同。H3S10P ChIP-seq显示下调基因的启动子区修饰富集程度较对照组增加4.2倍，而上调基因仅增加1.8倍，提示表观遗传调控的双向性。

4. 肿瘤相关通路激活
   基因富集分析发现，上皮-间质转化（EMT）、细胞外基质组织等肿瘤标志性通路被显著激活。尤其值得注意的是，转录因子预测分析揭示c-JUN等原癌基因可能通过其启动子区特殊的H3S10P敏感性被选择性激活。

这项研究首次阐明AurkB/INCENP共过表达通过"激酶活性放大器"效应，在三个维度上重塑细胞命运：①破坏有丝分裂保真性，②重构表观遗传景观，③激活促瘤转录程序。其重要意义在于：为解释AURKB高表达肿瘤的异质性提供了分子框架——当伴随INCENP过表达时，肿瘤可能呈现更具侵袭性的转录特征；同时提示CPC组分的表达比例应作为癌症预后评估的新参数。研究还揭示了H3S10P修饰在基因表达调控中的上下文依赖性，为靶向表观遗传的抗癌药物设计提供新思路。