KAT6A融合蛋白与NURF-MLL/COMPASS表观遗传模块协同驱动急性髓系白血病机制及靶向治疗研究

本研究针对KAT6A-CBP/P300（K/C/K/P）融合蛋白在急性髓系白血病（AML）中的致病机制难题，通过创新性结构域截断策略构建小鼠模型，首次揭示KAT6A融合蛋白通过NURF复合物识别H3K4me2/3标记，与MLL/COMPASS形成自强化表观遗传模块的分子机制。研究发现靶向抑制BPTF（NURF亚基）或CBP/P300乙酰转移酶可有效阻断该模块，为罕见但高风险的KAT6A重排AML提供了组合治疗新策略。论文发表于《Genome Biology》，为表观遗传失调相关白血病治疗带来突破性进展。

　　

急性髓系白血病（AML）作为成人最常见的白血病类型，其治疗效果长期停滞不前，其中由染色体易位产生的融合蛋白是重要驱动因素。在众多融合蛋白中，KAT6A（又称MOZ）与CBP/P300等转录共激活因子的融合尤为特殊——尽管发生率不足1%，却与单核细胞分化、皮肤白血病浸润等独特临床特征相关，且患者预后极差。然而，这些"分子巨无霸"（约3500个氨基酸）如何精准定位基因组位点并引发白血病，始终是领域内悬而未决的核心问题。

传统研究面临两大技术瓶颈：一是全长融合蛋白体积远超逆转录病毒载体包装极限，难以建立可靠动物模型；二是KAT6A的翼状螺旋结构域（WH1）虽能结合非甲基化CpG岛，但这类位点在基因组中广泛分布，无法解释其靶向特异性。最新发表在《Genome Biology》的研究通过精巧的"结构域手术"，不仅成功构建了能完美模拟人类疾病的小鼠模型，更揭开了一个由"书写者-阅读者-重塑者"组成的表观遗传同盟的运作黑箱。

研究人员采用四步策略破解难题：首先设计保留KAT6A N端和CBP/P300关键结构域（HAT、ZZ-TAZ2等）的截短体，发现含HAT和ZZ-TAZ2域的K/C-III和K/P-III变体可100%诱发小鼠AML，且重现了人类患者的红细胞吞噬、HOXA基因簇上调等特征。通过15色流式细胞术和转录组分析，证实这些模型在免疫表型（CD34⁺c-Kit⁺）、基因表达谱（Meis1/Hoxa9/Hoxa10上调）等方面与原发患者高度一致。

CUT&RUN技术绘制全基因组结合图谱时，意外发现KAT6A融合蛋白与H3K4me2/3标记存在显著共定位，而非原先猜测的CpG岛。质谱分析捕获到关键"接头人"——核小体重塑因子（NURF）复合物，其亚基BPTF通过PHD指结构识别H3K4me2/3，而KAT6A的MYST结构域（非催化活性依赖）与NURF直接互作。当用小分子抑制剂BZ1阻断BPTF溴结构域与H4K16ac结合时，KAT6A的染色质占据率下降50%，证明NURF是KAT6A基因组定位的"导航仪"。

更精妙的是，ChIP-MNase实验揭示这个同盟还存在"自给自足"机制：NURF招募MLL/COMPASS复合物维持H3K4甲基化，而CBP/P300的乙酰化活性（特别是H3K27ac和H4K16ac）又促进染色质开放，形成正反馈循环。靶向干预任一环节都显示出治疗效果——BPTF抑制剂BZ1主要引起G1期阻滞（IC₅₀=0.54μM），CBP/P300抑制剂A485则诱导分化并降低干细胞标志物CD34/c-Kit表达。两者联用在小鼠模型中展现叠加效应，将生存期延长超过50%。

关键技术包括：

1. 1.

   结构域特异性截断的逆转录病毒载体构建

2. 2.

   15参数光谱流式细胞术免疫分型

3. 3.

   CUT&RUN全基因组结合谱分析（分辨率达10M reads/样本）

4. 4.

   染色质可及性ATAC-seq与ChIP-MNase联用

5. 5.

   组蛋白修饰质谱定量分析（覆盖23种乙酰化位点）

Development of K/C and K/P Murine Leukemia Models Recapitulating Primary AML Morphology

通过系统筛选CBP/P300功能域，确定HAT和ZZ-TAZ2结构域是致白血病的必需元件。K/C-III诱导的小鼠AML呈现典型髓系分化阻滞和红细胞吞噬现象，二次移植实验证实其持续致瘤能力。

Immunotyping and Transcriptional Profiling

高维流式揭示白血病细胞特异性表达CD34/FcγR/Flk2，转录组证实HOXA基因簇异常激活，与TCGA数据库中KAT6A重排患者特征高度吻合。

KAT6A Co-Localizes with H3K4me2/3 and Interacts with the NURF Complex

表观基因组学发现KAT6A融合蛋白与H3K4me2/3共定位占其结合位点的72%，IP-MS鉴定出NURF复合物（BPTF-SMARCA1-RBBP4/7）为关键互作伙伴。

Disruption of NURF-Chromatin Interaction Impairs Genomic Targeting

BPTF敲除或BZ1处理使KAT6A染色质结合减少50%，证实NURF是KAT6A基因组定位的结构基础。

NURF Sustains WDR5-MLL/COMPASS-deposited H3K4 Methylation

BPTF抑制导致MLL/COMPASS复合物招募受阻，H3K4me2水平下降，但染色质可及性未显著改变，揭示其通过维持甲基化而非核小体滑动发挥作用。

CBP/P300 Inhibition Reduces Chromatin Accessibility

A485处理6小时即显著降低H3K27ac/H4K16ac，ATAC-seq显示靶基因位点染色质紧缩，Pol II装载减少，证明乙酰化是模块稳定的动力学开关。

Therapeutic Targeting Delays Leukemia Progression

BPTF敲除使小鼠生存期延长3倍，BZ1与A485联用较单药进一步降低白血病负荷（p<0.01），且不影响正常造血功能，展现良好治疗窗口。

这项研究从根本上改变了人们对KAT6A融合蛋白作用模式的认知：它不仅是个"乙酰化工人"，更是"表观遗传组织者"。其通过NURF"阅读"组蛋白密码、借助MLL"书写"新标记、利用CBP/P300"打开"染色质的"三位一体"机制，为表观遗传治疗提供了全新靶点。特别值得注意的是，靶向NURF（而非传统表观酶活性）的策略，可能规避直接抑制表观酶带来的广泛毒性，为精准医疗开辟新路径。

技术层面，该研究建立的"结构域手术"范式，为研究其他大分子量致癌融合蛋白（如MLL、NUP98等）提供了通用解决方案。临床转化方面，针对NURF的小分子抑制剂开发尚处早期，而CBP/P300抑制剂A485已进入临床前评估，这为快速推进组合疗法提供了可能。随着更多表观遗传"阅读器"靶向药物的涌现，这种模块化靶向策略或将成为攻克难治性白血病的新武器。