ESRP1启动子报告基因作为DNA甲基转移酶抑制剂的体内传感器：肾细胞癌表观遗传治疗新工具

本研究针对DNA甲基转移酶(DNMT)抑制剂高通量筛选技术缺失的难题，创新性地构建了基于ESRP1启动子的生物发光报告系统(ESRP1-P-Luc2)。研究人员发现肾细胞癌(RCC)中ESRP1因启动子高甲基化而表达沉默，恢复其表达可通过下调cyclin A2诱导G1期阻滞抑制肿瘤。该系统成功实现了5-Aza-CdR在细胞和活体水平的药效动态监测，为抗RCC表观遗传药物开发提供了新型HTS平台。

　　

在肿瘤表观遗传学领域，DNA甲基转移酶(DNMT)介导的启动子高甲基化是肿瘤抑制基因沉默的关键机制。尽管DNMT抑制剂如5-氮杂-2'-脱氧胞苷(5-Aza-CdR)能逆转这一过程，但缺乏高效监测工具严重阻碍了新药研发。肾细胞癌(RCC)作为常见泌尿系恶性肿瘤，其表观遗传调控机制尚未完全阐明。Lecheng Lin^2?、Lingli Chen^2?等研究者聚焦上皮剪接调节蛋白1(ESRP1)，发现其在RCC中呈现启动子高甲基化特征，这为开发新型监测系统提供了分子基础。

研究团队首先通过UALCAN和HPA数据库分析确认ESRP1在肾透明细胞癌(KIRC)中显著低表达。BSP和MSRE-qPCR技术揭示A498细胞中ESRP1启动子CpG岛1的23个位点甲基化率达100%，而5-Aza-CdR处理可显著降低甲基化水平。功能实验显示ESRP1过表达通过下调cyclin A2使RCC细胞阻滞于G₁期，软琼脂克隆形成实验证实其抑制肿瘤发生能力。

研究核心创新在于构建pGL4.19-ESRP1-P-Luc2报告系统。该载体将ESRP1启动子与荧光素酶基因融合，在稳定转染的A498-ESRP1-P-Luc2细胞中，5-Aza-CdR处理使荧光素酶活性提升140倍，且体内外实验均显示生物发光信号与ESRP1表达呈正相关。SCID-裸鼠移植瘤模型证实，该系统可实时监测2 mg/kg 5-Aza-CdR引起的肿瘤部位信号2.6倍增强。

关键技术包括：生物信息学分析ESRP1表达谱；BSP和MSRE-qPCR检测启动子甲基化；构建ESRP1-P-Luc2报告系统；建立A498-Luc2/A498-ESRP1-P-Luc2稳转细胞系；软琼脂克隆形成实验评估肿瘤发生能力；流式细胞术分析细胞周期；裸鼠异种移植瘤模型结合BLI动态监测。

ESRP1在RCC细胞中低表达且启动子区域高甲基化

数据库分析和实验验证显示ESRP1在RCC细胞系（特别是A498）中表达显著低于正常细胞，BSP证实其启动子CpG岛完全甲基化，MSRE-qPCR显示5-Aza-CdR可有效去甲基化。

恢复ESRP1表达通过G₁期阻滞抑制RCC增殖

过表达ESRP1使cyclin A2蛋白水平下降，诱导G₁期阻滞，软琼脂实验显示克隆形成减少58%。AAV介导的体内过表达使肿瘤体积缩小42%，证实其抑癌作用。

ESRP1-P-Luc2报告系统实现DNMT抑制剂动态监测

报告系统在5 μM 5-Aza-CdR处理下荧光素酶活性提升140倍，体内实验显示肿瘤区域信号增强2.6倍，Western blot证实ESRP1蛋白同步上调。

该研究首次阐明ESRP1通过cyclin A2调控RCC细胞周期的分子机制，并创新性地开发出基于表观遗传调控的报告系统。其重要意义在于：为DNMT抑制剂筛选提供首个RCC特异性HTS工具；证实ESRP1启动子甲基化状态可作为药效标志物；建立的A498-ESRP1-P-Luc2细胞系可推广至其他表观遗传药物评估。尽管存在细胞模型单一等局限，但为开发靶向DNA甲基化的抗RCC药物奠定了关键技术基础。论文发表于《BMC Biotechnology》，为表观遗传治疗领域提供了兼具理论价值和应用前景的研究范式。