FOXQ1乙酰化通过超级增强子激活促结肠癌转移的分子机制研究

本研究揭示了FOXQ1转录因子通过p300介导的Lys190位点乙酰化，与BRD4形成转录激活复合体，靶向调控致癌基因超级增强子（super-enhancer）的新机制。研究人员通过多组学分析、功能实验和临床队列验证，发现乙酰化修饰增强FOXQ1-DNA结合能力并招募RNA聚合酶II，驱动结直肠癌（CRC）增殖转移。该成果为CRC靶向治疗提供了新策略，发表于《Communications Biology》。

　　

在肿瘤生物学领域，转录因子如何通过表观遗传修饰调控恶性进展一直是未解之谜。结直肠癌（CRC）作为全球高发恶性肿瘤，其转移过程涉及复杂的转录重编程。FOXQ1是FOX转录因子家族Q亚类的唯一成员，既往研究提示其与肿瘤侵袭性相关，但具体分子机制尤其是翻译后修饰的作用尚不明确。徐州市医科大学附属医院的研究团队发现，FOXQ1的乙酰化修饰可能是连接表观遗传调控与致癌信号的关键枢纽。

为揭示这一机制，研究人员整合了临床样本RNA测序（RNA-seq）、染色质免疫共沉淀测序（ChIP-seq）和蛋白质互作分析。通过构建415对CRC患者组织芯片，发现FOXQ1高表达与不良预后显著相关（HR=2.111, p<0.001）。关键实验技术包括：1）质谱鉴定FOXQ1互作蛋白网络；2）体外乙酰化/去乙酰化实验验证p300-HDAC1对Lys190的动态调控；3）超级增强子定位分析（ROSE算法）；4）体内外功能实验验证K190R突变体的生物学效应。

研究结果

FOXQ1在CRC中异常高表达
转录组分析显示FOXQ1是CRC中最显著上调的FOX家族成员（图1A）。免疫组化证实其蛋白水平与肿瘤大小（p<0.001）、TNM分期（p<0.001）正相关，且预示更差的总体生存率（OS）和无病生存期（DFS）（图1D-E）。

p300依赖的FOXQ1乙酰化修饰
质谱预测与体外实验证实p300特异性乙酰化FOXQ1的Lys190位点（图2H-K）。该位点位于DNA结合域（FHD），突变体K190R显著降低与靶基因启动子（如SIX2、ZEB1）的结合能力（图2N-O）。

BRD4识别乙酰化FOXQ1
通过Flag pull-down联合质谱，发现BRD4通过其BD1结构域选择性结合乙酰化FOXQ1（图3F-H）。TSA（组蛋白去乙酰化酶抑制剂）处理增强该互作，而p300敲降则削弱复合体形成（图3B-C）。

超级增强子的协同调控
ChIP-seq定位显示FOXQ1-p300-BRD4复合物富集于FCGR2A和MIR21基因的超级增强子区域（图4D）。报告基因实验证实E-1/E-2等增强子元件的活性依赖Lys190乙酰化（图5D-F）。

促癌功能的机制验证
K190R突变或p300抑制剂A485处理可抑制CRC细胞迁移、EMT（上皮-间质转化）和体内转移（图6A-H）。临床样本中Ac-K190 FOXQ1水平与EMT标志物（如Vimentin）呈正相关（图7A-E）。

结论与意义

该研究首次阐明FOXQ1乙酰化通过形成"FOXQ1-p300-BRD4-RNA Pol II"转录机器激活超级增强子的级联机制（图7K）。这不仅解释了FOXQ1驱动CRC恶性表型的分子基础，更揭示了靶向乙酰化修饰或BET抑制剂（如JQ1）的治疗潜力。研究团队特别指出，Lys190位点抗体可作为CRC诊断生物标志物，而破坏该复合体蛋白互作的小分子设计将成为未来研究方向。