雄激素诱导的AR-BRD4转录调控复合体促进骨肉瘤细胞恶性增殖的机制研究

本研究揭示了雄激素通过诱导AR-BRD4转录调控复合体的形成，激活PLCB4等靶基因表达，从而驱动骨肉瘤（OS）恶性增殖的分子机制。研究人员通过多组学分析结合体内外实验，首次证实BRD4在雄激素信号通路中的核心作用，为骨肉瘤这一激素依赖性肿瘤的靶向治疗提供了新策略。

　　

骨肉瘤（Osteosarcoma, OS）作为青少年最常见的原发性恶性骨肿瘤，其治疗四十年来停滞不前——手术联合化疗的标准化方案对复发、转移和耐药束手无策，患者5年生存率始终徘徊在60%-70%。更令人困惑的是，OS呈现明显的性别差异：男性发病率更高且预后更差，青春期发病高峰与骨骼快速生长期高度重合，这些现象早在上世纪60年代就提示激素可能参与OS发生发展，但具体机制始终成谜。

中南大学湘雅二医院Jun Huang团队在《Cell Death Discovery》发表的研究，首次系统揭示了雄激素-AR-BRD4信号轴驱动OS恶性增殖的分子机制。通过57例临床样本的多色免疫荧光（mIF）分析发现，73.68%的OS样本高表达表观调控因子BRD4，且与雄激素受体（AR）呈现显著共表达（P=0.044），而与雌激素受体ERβ无相关性。这种共表达在成骨细胞型OS中尤为突出（80%病例），而ERβ则主要见于预后较好的纤维母细胞型（77.78%），暗示不同OS亚型存在差异化的激素调控网络。

研究采用组织微阵列（TMA）、GEO数据库生物信息学分析、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）等技术，结合裸鼠原位移植瘤模型，系统解析了雄激素双氢睾酮（DHT）如何重塑表观遗传景观。关键发现包括：DHT处理使OS细胞中BRD4染色质结合位点从846个暴增至3536个，其中2797个为新增位点；AR与BRD4的基因组共定位比例从16.16%提升至37.57%，共同调控PDGFC、IGF1R等促增殖基因。尤为重要的是，研究人员锁定磷脂酶Cβ4（PLCB4）作为关键效应分子——DHT诱导BRD4结合位点向AR响应元件迁移，最近距离从8395bp缩短至3035bp，形成转录增强子簇，使PLCB4表达提升3倍。动物实验证实，BRD4抑制剂(+)-JQ1可逆转DHT促瘤效应，显著抑制骨破坏和淋巴结转移。

这项研究首次描绘了雄激素通过"AR-BRD4-PLCβ4"轴驱动OS恶性增殖的完整通路：（1）临床层面，明确了BRD4/AR共表达与不良预后的关联；（2）机制层面，揭示了激素如何动态重构表观遗传调控网络；（3）治疗层面，证实靶向BRD4可阻断雄激素信号，为开发性别差异化治疗方案提供理论依据。考虑到BRD4小分子抑制剂已进入其他癌症的临床研究，该发现具有快速转化的潜力，尤其对占OS70%的成骨细胞型这一高危亚群具有重要临床意义。

主要技术方法：采用包含57例骨肉瘤样本的组织微阵列（TMA）进行多色免疫荧光（mIF）分析；通过GSE42352等公共数据库进行生物信息学验证；使用染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）解析DHT处理前后BRD4/AR的基因组分布变化；建立裸鼠胫骨原位移植瘤模型评估(+)-JQ1的体内疗效。

研究结果：

1. BRD4、AR和ERβ在OS组织中呈现高阳性率
   mIF检测显示BRD4、AR和ERβ阳性率分别为73.68%、84.21%和56%，且BRD4与AR表达显著正相关（P=0.044），与ERβ无关。生存分析提示高BRD4与不良预后相关（P=0.039），而ERβ高表达者生存更佳（P=0.00725）。

2. BRD4、AR和ERβ在OS亚型中呈现差异化表达
   80%成骨细胞型OS高表达AR，而77.78%纤维母细胞型高表达ERβ。GEO数据证实AR-BRD4共表达仅存在于成骨细胞型（r=0.32, P=0.015）。

3. 雄激素诱导OS细胞中BRD4表达上调
   20nM DHT处理使AR和BRD4蛋白表达增加2-3倍（P<0.01），并促进二者核内共定位。共免疫沉淀证实DHT诱导AR-BRD4复合体形成（P<0.005）。

4. 雄激素依赖BRD4促进OS恶性增殖
   DHT使细胞周期G1期比例下降15%（P<0.01），克隆形成率提高2.1倍（P<0.005），而(+)-JQ1处理可完全逆转该效应。裸鼠实验中DHT组骨小梁数量（Tb.N）减少37%（P<0.01），(+)-JQ1治疗组淋巴结转移率下降60%。

5. 雄激素重塑BRD4染色质分布格局
   ChIP-seq显示DHT使BRD4相关基因从846个增至3536个，其中250个新出现基因（如PLCB4、GNAQ）富集于脂代谢通路。AR-BRD4共调控基因从179个增至416个。

6. AR-BRD4复合体激活PLCB4转录
   双荧光素酶报告系统证实AR结合位点BS#1驱动PLCB4启动子活性提升4.5倍（P<0.005），EMSA验证AR直接结合该位点。(+)-JQ1使PLCB4表达降低67%（P<0.01），敲低BRD4或AR均可显著抑制PLCB4。

7. PLCB4促进OS细胞恶性表型
   siRNA沉默PLCB4使DHT处理的OS细胞增殖率下降52%（P<0.01），克隆形成减少70%。数据库分析显示PLCB4高表达与不良预后强相关（P=0.001）。

结论与意义：
该研究首次阐明雄激素通过诱导AR-BRD4转录复合体的形成，动态重构表观遗传景观，进而激活PLCB4等靶基因驱动骨肉瘤恶性增殖的分子机制。这不仅解释了OS性别差异的生物学基础，更提供了三重治疗靶点：（1）针对高危亚群的BRD4抑制剂（如(+)-JQ1）；（2）阻断雄激素-AR信号轴；（3）干预下游效应分子PLCB4。考虑到BRD4抑制剂已在其他癌症中开展临床试验，该研究成果具有快速转化的潜力，为开发基于OS分子分型的精准治疗方案奠定基础。