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转座元件作为PARPi诱导合成致死的新靶点:靶向PcG突变血液癌的表观遗传治疗新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Blood 21.1
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针对PcG表观调控因子(EZH2/ASXL1)突变血液肿瘤缺乏有效疗法的难题,研究人员通过构建小鼠模型和患者样本分析,发现转座元件(TEs)再激活导致DNA损伤应答异常,首次揭示PARP抑制剂(PARPi)通过靶向TE生命周期实现合成致死的创新机制,为血液肿瘤治疗提供全新策略。
在血液系统恶性肿瘤中,EZH2和ASXL1等polycomb-group(PcG)表观调控因子的功能缺失突变(LoF)犹如打开了潘多拉魔盒——这些突变常见于髓系和淋巴系肿瘤,且伴随极差的临床预后。传统小分子抑制剂对这些"表观遗传开关"的失灵束手无策,而疾病模型的匮乏更让治疗研发举步维艰。更令人沮丧的是,当这两个关键调控因子同时发生突变时,肿瘤细胞的恶性程度会呈几何级数增长。
研究人员通过基因编辑技术构建了Asxl1/Ezh2双敲除的小鼠造血干/祖细胞模型,这些小鼠不出意外地发展出与人类疾病高度相似的血液恶性肿瘤。深入研究发现,PcG蛋白的缺失会同时扰乱编码基因和非编码基因组,导致转座元件(TEs)这个"基因组暗物质"大规模苏醒。这些跳跃的DNA序列不仅引发基因组地震般的DNA损伤应答(DDR),更意外地暴露了肿瘤细胞的阿喀琉斯之踵——它们对PARP抑制剂(PARPi)表现出超乎寻常的敏感性。
研究团队采用患者原代样本和小鼠模型双轨验证的策略,发现PARPi能在Asxl1/Ezh2突变细胞中诱导灾难性的DNA损伤,显著延长疾病潜伏期。最令人称奇的是,逆转录酶抑制剂(RTIs)能特异性阻断这种合成致死效应,这揭示了一个前所未见的机制:PARPi的疗效依赖于靶向启动逆转录(TPRT)过程,通过干扰TE的生命周期实现精准打击。这与BRCAness相关的PARPi作用机制形成鲜明对比——后者主要依赖同源重组缺陷(HRD),且对RTIs完全不敏感。
关键技术方法包括:建立条件性基因敲除小鼠模型;采用全基因组转座元件表达谱分析;通过γ-H2AX foci检测等DNA损伤标志物评估;使用olaparib等PARPi进行体内外药效验证;对患者原代样本进行离体药物敏感性测试。
【PcG缺失引发TE再激活】染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)显示,Asxl1/Ezh2缺失导致H3K27me3修饰在全基因组范围重编程,特别是LINE-1等转座元件区域去抑制明显。单细胞RNA测序证实TE来源的嵌合转录本增加3-8倍。
【DNA损伤应答异常】免疫荧光检测发现突变细胞中γ-H2AX+ foci数量增加5倍,伴随53BP11等修复因子异常聚集。彗星实验显示PARPi处理后DNA尾矩增加70%。
【PARPi特异性敏感机制】药物筛选发现突变细胞对olaparib的IC50降低至野生型的1/10。添加逆转录酶抑制剂(如nevirapine)可使PARPi耐药指数回升8倍,而HRD相关抑制剂无此效应。
【临床前疗效验证】移植瘤模型中,PARPi治疗组小鼠中位生存期延长2.3倍(p<0.001)。患者来源异种移植(PDX)模型显示完全缓解率达40%。
这项发表于《Blood》的研究颠覆了传统认知:首次证明表观遗传失调可通过重新激活远古病毒序列创造治疗靶点;揭示TE生命周期可作为合成致死的新靶标;建立RTIs敏感性作为区分表观遗传型与BRCAness型PARPi疗效的生物标志物。这不仅为PcG突变血液肿瘤提供了精准治疗路线图,更开创性地将"基因组暗物质"转化为治疗靶点的转化医学范式。
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