超级增强子驱动的转录重编程通过神经内分泌转化和铁死亡逃逸促进去势抵抗性前列腺癌的阿比特龙耐药性

《Oncogene》:Super enhancer-driven transcriptional reprogramming promotes abiraterone resistance via neuroendocrine transition and ferroptosis evasion in castration-resistant prostate cancer

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月30日 来源:Oncogene 9.1

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  阿比特龙耐药性代表了去势抵抗性前列腺癌(CRPC)管理中的一个主要临床挑战,然而维持这种耐药性的表观遗传机制仍知之甚少。特别是,超级增强子(SEs)如何重编程转录网络以促进这种治疗耐药性尚未完全阐明。在此,通过整合染色质免疫沉淀测序(ChIP-Seq)和转录组

  
阿比特龙耐药性代表了去势抵抗性前列腺癌(CRPC)管理中的一个主要临床挑战,然而维持这种耐药性的表观遗传机制仍知之甚少。特别是,超级增强子(SEs)如何重编程转录网络以促进这种治疗耐药性尚未完全阐明。在此,通过整合染色质免疫沉淀测序(ChIP-Seq)和转录组分析,研究人员在阿比特龙耐药的CRPC细胞中鉴定出异常激活的致癌性SEs,这些SEs驱动转录因子ELF3和JUNB的转录上调。重要的是,SE驱动的ELF3/JUNB轴通过诱导WNT11介导的神经内分泌转化促进阿比特龙耐药性。同时,这种转分化状态与铁死亡耐药性密切相关,证据是关键的铁死亡保护基因(包括FTH1和GPX4)的上调。相反,破坏ELF3/JUNB-WNT11轴显著恢复了阿比特龙敏感性,并在体外和体内触发了CRPC细胞的铁死亡。总之,研究人员的发现强调了靶向SE驱动的转录程序是克服CRPC中阿比特龙耐药性的一种有前景的策略。
前列腺癌进展至去势抵抗性(CRPC)状态是治疗中的重大挑战,阿比特龙耐药性问题尤为突出。尽管雄激素受体(AR)相关机制已被广泛研究,但表观遗传调控在耐药性中的作用仍不明确。超级增强子(SEs)是驱动关键基因转录激活的顺式调控元件簇,在肿瘤发生和治疗耐药中发挥重要作用,但其在CRPC阿比特龙耐药中的具体机制尚不清楚。铁死亡是一种铁依赖的调节性细胞死亡形式,与肿瘤抑制相关,但铁死亡在阿比特龙耐药中的作用未被探索。研究人员通过整合表观基因组和转录组分析,发现SEs驱动的转录因子ELF3和JUNB在阿比特龙耐药CRPC中形成相互增强的转录调控枢纽,通过WNT11介导的神经内分泌转化和铁死亡逃逸协同促进耐药,靶向该轴可能是克服耐药性的有效策略。该论文发表在《Oncogene》。

研究人员主要采用以下关键技术方法:H3K27ac染色质免疫沉淀测序(ChIP-Seq)和转录组测序(RNA-seq)鉴定SEs及下游转录因子;CUT&Tag分析转录因子全基因组结合位点;通过siRNA和shRNA敲低、CRISPR-dCas9系统抑制增强子、双荧光素酶报告基因和免疫共沉淀(Co-IP)验证ELF3和JUNB的相互调控及功能;流式细胞术检测活性氧(ROS)和脂质过氧化;免疫荧光和免疫组化评估神经内分泌标志物及铁死亡相关蛋白;体内实验采用去势裸鼠皮下移植瘤模型。样本队列来源于广州医科大学第一附属医院泌尿外科标本库,包括4例CRPC肿瘤及配对癌旁组织和4例原发性前列腺癌。

**鉴定SE驱动的转录因子在阿比特龙耐药CRPC中**:通过整合H3K27ac ChIP-Seq和RNA-seq,在C42B-Abi耐药细胞中鉴定出642个特异性SEs,从中筛选出6个高表达的转录因子,其中ELF3和JUNB在CRPC临床样本中显著高表达且互为正调控,其高共表达与患者较差总生存期相关。

**SE驱动的转录因子ELF3和JUNB在阿比特龙耐药CRPC中相互调控**:CUT&Tag显示ELF3和JUNB共结合于彼此基因座上的增强子和启动子区域;双荧光素酶报告基因和CRISPR-dCas9抑制实验证实两者通过直接结合调控自身及对方表达;Co-IP证明两者存在蛋白互作;敲低任一因子均降低细胞增殖并增加阿比特龙敏感性。

**ELF3和JUNB在阿比特龙耐药CRPC中协调转录调控网络**:全基因组结合分析显示,两者共占据的增强子具有更高的H3K27ac信号和更强的靶基因表达,且更富集于SEs区域;RNA-seq和GSEA分析表明,两者共同调控的基因富集于神经内分泌信号通路和铁死亡通路。

**ELF3-JUNB轴促进阿比特龙耐药CRPC的恶性生物学行为**:敲低ELF3或JUNB抑制C42B-Abi细胞增殖、迁移和集落形成,并增强阿比特龙敏感性;过表达两者在敏感细胞中诱导耐药表型;联合敲低产生协同抑制效应,且回补实验证实两者功能相互依赖。

**ELF3和JUNB在阿比特龙耐药CRPC中调控神经内分泌信号通路**:C42B-Abi细胞呈现神经内分泌形态,GSEA显示其与神经内分泌前列腺癌(NEPC)细胞系NCI-H660高度相似;敲低ELF3或JUNB降低神经内分泌标志物NSE和SYN的表达;整合分析发现WNT11是共同靶基因,且WNT11敲低抑制神经内分泌标志物、增殖和迁移,过表达则相反;WNT11回补可挽救敲低ELF3/JUNB的表型;WNT抑制剂Wnt-C59与阿比特龙联用产生协同抗肿瘤效应。

**ELF3-JUNB轴与AR的相互拮抗关系驱动NEPC样转化**:C42B-Abi细胞中AR表达降低,而ELF3和JUNB升高;单细胞数据集显示CRPC向NEPC进展中ELF3/JUNB上调、AR下调;敲低ELF3或JUNB增加AR表达,而敲低AR上调ELF3/JUNB,且该互作仅在耐药细胞中特异存在。

**ELF3和JUNB通过转录激活FTH1和WNT11赋予CRPC铁死亡耐药性**:C42B-Abi细胞对铁死亡抑制剂Ferrostatin-1具有耐药性;敲低ELF3或JUNB增加ROS、脂质过氧化和铁离子水平;CUT&Tag和RNA-seq发现FTH1和GPX4为共同靶基因,且敲低降低其表达;Ferrostatin-1处理可恢复敲低细胞的增殖和阿比特龙耐药性;WNT11敲低增加脂质过氧化并降低FTH1/GPX4,过表达则相反,且WNT11回补可挽救敲低ELF3/JUNB的效应。

**体内实验验证ELF3/JUNB轴介导CRPC对阿比特龙的耐药性**:在去势裸鼠皮下移植瘤模型中,敲低ELF3或JUNB显著抑制肿瘤生长;免疫组化和Western blot证实敲低组中WNT11、NSE、FTH1和GPX4表达降低,表明该轴在体内通过神经内分泌分化和铁死亡调控阿比特龙响应。

讨论部分总结:该研究揭示了SE驱动的ELF3/JUNB-WNT11轴通过协同促进神经内分泌分化和抑制铁死亡来驱动阿比特龙耐药,为理解CRPC进展机制提供了新视角,并提出了靶向该转录程序的治疗策略。研究结论:研究人员揭示了一个由SE驱动的转录程序(ELF3/JUNB–WNT11轴),该轴通过协调神经内分泌分化和铁死亡抑制促进阿比特龙耐药,这些发现加深了对前列腺癌进展机制的理解,并为靶向治疗耐药性恶性肿瘤提供了转化框架。
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