淋巴瘤是一种高度异质性的肿瘤,在WHO分型中有100多个亚型。其中惰性淋巴瘤拥有很好的临床治疗表现,而恶性淋巴瘤因为其免疫表型的多样化、克隆性的难以鉴定以及缺乏特征性的细胞遗传学特点等而变得难以研究,其临床治疗效果也较差,5年存活率不到30%。进一步研究恶性淋巴瘤的致病机制和治疗方法显得尤为重要。
2023年9月20日,来自哈佛医学院、丹娜-法伯癌症研究所的吴功伟博士、David Weinstock博士和Myles Brown博士团队,在Science Translational Medicine发表了题为TP63 fusions drive multicomplex enhancer rewiring, lymphomagenesis, and EZH2 dependence 的论文。该研究首次系统性地证明了TP63融合蛋白在恶性淋巴瘤中的致癌功能和机制,并发现了可以作为临床治疗的靶点和药物。
染色体重排是一个重要的致癌驱动因素,比如慢性髓细胞性白血病由费城染色体重排(BCR::ABL融合基因)导致,且基于染色体重排及其产物融合基因的这些研究开发出来的靶向药物会对癌症患者的治疗策略进行进一步的优化从而提高患者的生存率,比如可由格列卫在内的靶向酪氨酸激酶的抑制剂治疗慢性髓细胞性白血病(电影《我不是药神》中所述疾病和药物)。在恶性淋巴瘤中,5%-10%的多个分型的病人携带TP63融合基因。这些TP63融合基因恶性淋巴瘤病人在流行病学上显示极差的生存率,其5年存活率接近为0%。由于缺乏对TP63融合基因及其产物TP63融合蛋白的致癌作用和机制的研究,当前临床上对这些病人的治疗只能采用基于常规的化疗治疗的方法,但效果很差。鉴于此,吴功伟团队深入研究了TP63融合基因在淋巴瘤中的作用和机制,并且开发了针对TP63融合基因淋巴瘤的治疗方法。
首先,作者们在细胞水平探究了TP63融合基因是否是一个癌基因。研究人员设计了特异性针对TP63的敲低shRNA,发现敲低TP63只会影响携带TP63融合基因的细胞的生长,在敲低TP63融合基因的细胞中回补TP63融合蛋白能够再次促进细胞的生长,证明了TP63融合基因阳性淋巴瘤细胞对其依赖性。研究人员还通过小鼠体内移植瘤实验证明了敲低TP63融合基因能够显著抑制移植瘤的生长以及经典的BaF3实验显示了TP63融合基因能够让BaF3细胞不依赖于生长因子IL3生长。这些实验结果都证明了TP63融合基因在淋巴瘤细胞中起到了癌基因的作用。除了已知的TP63融合基因外,作者还通过对病人样品测序鉴定发现了一个全新的TP63融合基因BCL6::TP63,并通过构建过表达BCL6::TP63融合基因的细胞系验证了其也具有促癌功能。
其次,为了探究TP63融合基因是否能够直接导致肿瘤的产生,作者们构建了表达TP63融合基因的转基因小鼠,并通过与CD2-Cre小鼠杂交得到了能够在T细胞和B细胞中同时表达TP63融合蛋白的转基因小鼠。作者们发现TP63融合基因能够调控小鼠体内免疫系统的稳态,包括调控T细胞和B细胞的数量。进一步地观察发现大约60%的小鼠在6个月后会患有多种T细胞和B细胞淋巴瘤。分子分型鉴定和病理分析显示这些小鼠淋巴瘤与病人的淋巴瘤类似,证明了TP63融合基因能够直接驱动淋巴瘤的发生。
进一步地,作者研究了TP63融合基因的致癌分子机制。通过免疫共沉淀质谱技术(IP-Mass)发现TP63融合蛋白能够与增强子相关蛋白KMT2D结合。作者通过染色体构象捕获技术(HiChiP)、染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)、新生转录组测序(PRO-seq)、转录组测序(RNA-Seq)和增强子报告试验等详细证明了TP63融合蛋白通过结合KMT2D调控增强子活性进而调节免疫相关因子的表达,最终调控淋巴瘤的发生。
最后,作者寻找了针对TP63融合基因淋巴瘤的治疗方法。通过CRISPR/Cas9文库筛选技术,作者找到了TP63融合蛋白的靶基因EZH2是其潜在的治疗靶点,并且对包括TP63融合基因阳性的细胞系在内的多个细胞系进行了药物测试,发现表观遗传因子EZH2的抑制剂Valemetostat在阳性细胞系中更敏感且能够有效抑制肿瘤细胞的生长。接着,作者们建立了三种不同的TP63融合基因淋巴瘤临床前动物模型,并对这些动物模型进行了Valemetostat处理,发现Valemetostat处理能够显著抑制动物体内淋巴瘤的生长。此外,作者依据临床前的实验结果开展了临床试验。作者招募了携带有TP63融合基因的复发难治T细胞淋巴瘤病人,并对病人进行每天200mg Valemetostat常规剂量进行临床治疗。临床试验结果显示病人能够快速应答且病人体内的肿瘤生长受到了极快遏制,表明了Valemetostat是一种有效的治疗TP63融合基因淋巴瘤方法。
综上,该工作发现了TP63融合蛋白是恶性淋巴瘤新的致癌驱动因子,并表明表观遗传因子EZH2的抑制剂Valemetostat可以显著抑制肿瘤,为临床上治疗这类肿瘤提供了有效的治疗方法。未来需要招募更多的病人进行临床试验以评估Valemetostat的有效性以及对该致癌驱动因子进行临床筛查和验证。
据悉,哈佛医学院、丹娜-法伯癌症研究所的吴功伟博士为该研究论文的第一作者,吴功伟博士、David Weinstock教授和Myles Brown教授为并列通讯作者。哈佛公共卫生学院的刘吉鹤博士,犹他大学的张晓阳教授,哈佛医学院、丹娜-法伯癌症研究所的熊元博士、续然博士和吴文超博士等对本文做出了重要贡献。
(来源:BioArt)
原文出处:Wu G, Yoshida N, Liu J, et al. TP63 fusions drive multicomplex enhancer rewiring, lymphomagenesis, and EZH2 dependence. Sci Transl Med. 2023 Sep 20;15(714):eadi7244. doi: 10.1126/scitranslmed.adi7244. Epub 2023 Sep 20. PMID: 37729434.
链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37729434/