CIC::DUX4融合癌蛋白通过直接调控DNA聚合酶ε催化亚基(POLE)维持基因组稳定性的机制研究

本研究针对CIC::DUX4融合癌蛋白驱动的肉瘤，揭示了其通过转录调控DNA聚合酶ε催化亚基(POLE)维持基因组完整性的新机制。研究人员发现POLE缺失会引发DNA损伤并激活p21介导的细胞衰老，从而抑制肿瘤生长。该研究为CIC::DUX4肉瘤的靶向治疗提供了新思路，相关成果发表于《Oncogene》。

　　

在恶性肿瘤的发生发展过程中，转录因子融合癌蛋白扮演着关键角色。其中，CIC::DUX4融合蛋白是一种与未分化小圆细胞肉瘤密切相关的致癌驱动因子，患者预后极差。这种融合蛋白保留了CIC的DNA结合特性，却将原本的转录抑制功能转变为强效的转录激活功能，导致肿瘤进展和化疗抵抗。尽管这类融合蛋白具有癌症特异性，但目前仍缺乏直接靶向CIC::DUX4的药物，使得开发有效治疗策略面临重大挑战。

针对这一难题，UCSF（University of California, San Francisco）的研究团队另辟蹊径，选择从分子网络层面破解CIC::DUX4的致癌机制。通过系统研究，他们发现CIC::DUX4通过转录上调细胞周期相关基因CCNE1，加速G1/S期转换，导致高DNA复制应激，并使肿瘤细胞依赖G2/M检查点激酶WEE1来维持生存。然而，CIC::DUX4调控DNA修复的具体机制仍不清楚。这项发表在《Oncogene》上的研究首次揭示了POLE作为CIC::DUX4的直接转录靶点，在维持基因组稳定性和促进肿瘤生长中的关键作用。

研究人员运用了多项关键技术：染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)鉴定CIC::DUX4结合位点；荧光素酶报告基因分析验证POLE调控元件；RNA干扰和慢病毒转导建立稳定敲低模型；RNA测序分析转录组变化；彗星实验检测DNA损伤；β-半乳糖苷酶染色评估细胞衰老；以及小鼠异种移植模型验证体内功能。

POLE是CIC::DUX4融合癌蛋白的转录靶点

通过染色质分析发现CIC::DUX4结合在POLE基因内含子1区段，该区域含有22个TGAATGAG重复序列。荧光素酶报告实验证实CIC::DUX4通过这一调控元件激活POLE转录。在患者来源的肉瘤细胞中，敲低CIC::DUX4显著降低POLE表达，而过表达则增加POLE mRNA水平，证实了二者的调控关系。

POLE抑制导致细胞周期阻滞并增加DNA损伤

敲低POLE引起S期和G2/M期阻滞，伴随亚G1期细胞增多。Western blot显示γH2AX和p-CHK1^Ser345等DNA损伤标志物显著升高，彗星实验证实DNA断裂增加。这些结果表明POLE缺失导致基因组不稳定性加剧。

POLE通过p21通路诱导细胞衰老

β-半乳糖苷酶染色显示POLE敲低细胞衰老率显著增加。RNA测序分析发现衰老相关通路富集，特别是p53信号通路。Western blot验证p21蛋白水平升高，而p53抑制剂Nutlin-3处理可诱导p21表达，表明该通路在POLE缺失时的激活作用。

POLE抑制阻碍肿瘤体内生长

在裸鼠移植瘤模型中，POLE敲除使肿瘤发生率从90%降至20-50%，且形成的肿瘤生长显著延迟。值得注意的是，少数形成的肿瘤中出现POLE重新表达，提示持续抑制POLE对遏制肿瘤至关重要。

这项研究首次阐明CIC::DUX4-POLE调控轴在肉瘤发生中的核心作用：融合癌蛋白通过上调POLE表达来应对CCNE1介导的高复制应激状态，而WEE1激酶则提供"分子刹车"使细胞在分裂前完成DNA修复。当这一平衡被打破时，POLE缺失导致DNA损伤累积，进而通过p21激活衰老程序来限制肿瘤生长。这些发现不仅完善了对CIC::DUX4致癌网络的认识，更重要的是揭示了POLE作为潜在治疗靶点的价值。虽然目前缺乏POLE特异性抑制剂，但该研究为开发针对DNA修复缺陷的合成致死策略提供了理论依据，对改善这类难治性肉瘤患者的预后具有重要临床意义。