ACTL6A缺失通过KLF4介导的染色质重塑激活p53通路抑制结直肠癌进展

本研究揭示了ACTL6A（一种SWI/SNF和INO80染色质重塑复合物的共有亚基）在结直肠癌中的关键作用。研究人员通过多组学分析发现，ACTL6A缺失会改变染色质可及性，促进KLF4转录因子与SWI/SNF和INO80复合物协同结合，从而激活p53通路相关基因的表达，诱导肿瘤细胞凋亡。这项研究阐明了ACTL6A-KLF4轴的表观遗传调控机制，为结直肠癌治疗提供了新的潜在靶点。

　　

在肿瘤生物学领域，染色质重塑复合物的异常调控已成为癌症发生发展的重要驱动力。其中，SWI/SNF和INO80复合物作为关键的ATP依赖性染色质重塑复合物，在多种癌症中发生高频突变。ACTL6A（Actin-like 6A）作为这两个复合物的共有亚基，在多种恶性肿瘤中过表达，但其在结直肠癌中的具体作用机制尚不清楚。与此同时，转录因子KLF4（Krüppel-like factor 4）在结直肠癌中被认为具有抑癌作用，然而它与染色质重塑复合物之间的功能联系也亟待阐明。

为了回答这些问题，Hye-Ju Yang、Eun-Ju Kim等研究人员在《Cell Death and Disease》上发表了一项突破性研究。他们采用TCGA数据库分析、CRISPR-Cas9基因编辑、RNA测序（RNA-seq）、转座酶可及染色质测序（ATAC-seq）、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）等多种技术手段，结合体外细胞实验和体内小鼠模型，系统研究了ACTL6A在结直肠癌中的功能机制。研究样本包括HCT116、LS174T和LoVo等结直肠癌细胞系，以及患者来源的类器官（PDOs）。

研究结果部分：

ACTL6A表达在结直肠癌中上调并调控癌细胞增殖

通过分析TCGA-COAD数据集，研究人员发现ACTL6A在结直肠癌组织中表达显著高于正常组织。使用CRISPR-Cas9系统敲除ACTL6A后，结直肠癌细胞的增殖能力明显下降，凋亡标志物cleaved caspase-3和-9表达增加。这些结果在患者来源的类器官模型和小鼠异种移植模型中得到了验证。

ACTL6A缺失改变与p53通路相关的基因表达和染色质可及性

RNA-seq分析显示，ACTL6A敲除导致945个基因下调、953个基因上调，其中上调基因显著富集在"p53通路"和"凋亡"相关通路。值得注意的是，即使在p53缺失的HCT116细胞中，ACTL6A敲除仍能激活p53通路相关基因的表达，表明这一调控过程具有p53非依赖性。ATAC-seq分析鉴定出1,156个染色质可及性增加区域（GAIN）和267个可及性降低区域（LOSS）。

ACTL6A缺失改变SWI/SNF和INO80结合导致染色质可及性变化

Co-IP实验表明，ACTL6A缺失不影响SWI/SNF复合物的组装，但减弱了INO80与YY1的相互作用。ChIP-seq分析显示，SMARCB1（SWI/SNF复合物亚基）和INO80在GAIN区域的结合增强，而在LOSS区域的结合减少。RNA聚合酶II Ser2磷酸化（RNA PII-S2P）在GAIN区域的结合也相应增加。

ACTL6A缺失诱导KLF4表达并招募至可及染色质区域

Motif分析发现GAIN区域显著富集KLF家族转录因子结合位点。KLF4 ChIP-seq证实其在GAIN区域的结合增强。虽然ACTL6A与KLF4存在物理相互作用，但ACTL6A缺失并不影响KLF4与SWI/SNF或INO80复合物的结合，而是促进了它们在基因组上的协同招募。

ACTL6A抑制KLF4介导的p53通路基因激活以促进细胞存活

KLF4过表达可模拟ACTL6A敲除的表型，诱导p53通路相关基因（如SERPINB5、DGKA等）的表达。双敲除实验（DKO）表明，KLF4缺失显著减弱了ACTL6A敲除诱导的细胞凋亡和p53通路基因激活。此外，研究人员鉴定出一个KLF4上游的调控区域（KLF4-GAIN），其缺失会阻碍ACTL6A敲除诱导的KLF4表达上调。

KLF4介导染色质重塑与SWI/SNF和INO80协同作用于ACTL6A缺失

ATAC-seq分析显示，在KLF4和ACTL6A双敲除细胞中，GAIN区域的染色质可及性增加被显著抑制。ChIP-qPCR证实KLF4对于SMARCB1和INO80在KLF4-GAIN区域的招募是必需的。

研究结论与讨论：

这项研究首次阐明了ACTL6A通过抑制KLF4的转录活性来促进结直肠癌发展的分子机制。在正常情况下，ACTL6A通过限制KLF4与染色质重塑复合物的基因组定位，抑制p53通路相关抑癌基因的表达。当ACTL6A缺失时，KLF4得以招募SWI/SNF和INO80复合物至特定基因组区域，增加染色质可及性，激活下游靶基因表达，最终导致肿瘤细胞凋亡。这一发现不仅深化了我们对染色质重塑复合物在癌症中作用机制的理解，还为结直肠癌治疗提供了新的潜在靶点。特别是考虑到ACTL6A在多种癌症中的过表达现象，靶向ACTL6A-KLF4轴可能成为一种广谱的抗癌策略。此外，研究揭示的p53非依赖性凋亡通路，为p53突变型结直肠癌的治疗提供了新的思路。