SETDB1作为葡萄膜黑色素瘤生长的关键驱动因子：表观遗传治疗新靶点的发现与验证

《Cell Death & Disease》：SETDB1 is critically required for uveal melanoma growth and represents a promising therapeutic target

本研究针对转移性葡萄膜黑色素瘤缺乏有效治疗策略的临床难题，通过CRISPR-Cas9染色质调控因子筛选，首次揭示组蛋白甲基转移酶SETDB1是维持肿瘤细胞增殖与生存的关键因子。机制上，SETDB1缺失通过下调DNA复制关键基因CDC6等引发复制应激、DNA损伤及衰老样表型，而临床前模型证实SETDB1抑制剂Mithramycin A可显著抑制肿瘤生长。该研究为SETDB1靶向治疗转移性葡萄膜黑色素瘤提供了理论依据和实验支持。

　　

葡萄膜黑色素瘤是成人中最常见的原发性眼内恶性肿瘤，尽管通过质子疗法或眼球摘除术可有效控制原发病灶，但近50%的患者最终会发生转移，尤其以肝转移为主。转移性葡萄膜黑色素瘤对现有治疗方法高度耐药，即使近年来免疫疗法Tebentafusp为部分患者带来生存获益，但其应用受HLA基因型限制，且仅惠及少数人群。90%的转移患者确诊后生存期不足6个月，这凸显了开发不依赖HLA的新型治疗策略的迫切性。

为揭示葡萄膜黑色素瘤增殖与生存的关键表观遗传调控机制，研究人员在GNAQ^Q209P突变的人源葡萄膜黑色素瘤细胞中进行了针对约140个染色质调控因子的CRISPR-Cas9敲除筛选。结果显示，组蛋白甲基转移酶SETDB1是促进肿瘤细胞生长的最显著必需基因。进一步实验表明，SETDB1在转移性葡萄膜黑色素瘤细胞中表达显著高于正常葡萄膜黑色素细胞，其敲低可通过诱导DNA损伤反应、衰老样状态及生长停滞抑制细胞增殖。

转录组分析发现，SETDB1缺失导致DNA复制、端粒维持和细胞周期相关基因集显著下调，其中复制起始许可关键因子CDC6和MCM6的表达降低尤为突出。功能实验证实，CDC6敲低可模拟SETDB1抑制引发的DNA损伤和衰老表型，提示其位于SETDB1下游通路。值得注意的是，SETDB1敲低并未引起全局性H3K9me2/3水平变化，表明其可能通过非经典机制调控基因表达。

在治疗探索中，研究人员测试了两种SETDB1抑制剂——Mithramycin A（通过阻断SP-1转录因子抑制SETDB1表达）和新型SETDB1抑制剂（直接阻断其与组蛋白相互作用）。两者均能有效抑制多种葡萄膜黑色素瘤细胞系生长，并诱导凋亡（通过Annexin V/PI标记和PARP切割验证）。在免疫缺陷小鼠移植瘤模型中，Mithramycin A治疗显著抑制肿瘤生长并延长小鼠生存期。

关键技术方法包括：基于CRISPR-Cas9的染色质调控因子筛选、RNA测序（RNA-seq）与基因集富集分析（GSEA）、免疫印迹与免疫荧光检测DNA损伤标志物（γ-H2AX、53BP1）、细胞衰老检测（SA-β-Gal染色）、以及皮下移植瘤模型药效评价。细胞实验使用了源于肝转移的OMM1.3（GNAQ^Q209P）、OMM2.5（GNAQ^Q209P）和OMM1（GNA11^Q209L）细胞系，以及原发肿瘤来源的MP46与MP65细胞（BAP1缺失）。

研究结果

1. 1.
   SETDB1是葡萄膜黑色素瘤生长的关键驱动因子
   CRISPR-Cas9筛选显示SETDB1敲除导致细胞增殖显著抑制，其在肿瘤细胞中表达水平远高于正常黑色素细胞。敲低实验验证SETDB1缺失引发生长停滞，且该效应不依赖于H3K9me2/3修饰变化。
2. 2.
   SETDB1通过调控DNA复制维持基因组完整性
   转录组分析发现SETDB1敲低细胞中DNA复制相关基因（如CDC6、MCM6）普遍下调，复制起始复合体功能受损，进而触发复制应激和DNA损伤反应（CHK2磷酸化、γ-H2AX和53BP1焦点形成）。

1. 3.
   SETDB1缺失诱发DNA损伤与衰老表型
   细胞周期分析显示SETDB1敲低导致G0/G1期阻滞和S期进程受阻，伴随p21表达上调及SA-β-Gal阳性细胞增多，表明衰老程序被激活。
2. 4.
   CDC6功能缺失模拟SETDB1抑制表型
   CDC6作为SETDB1下游关键效应因子，其敲低同样引发DNA损伤反应和衰老，证实SETDB1-CDC6轴在维持复制稳态中的核心作用。
3. 5.
   靶向SETDB1展现治疗潜力
   Mithramycin A和SETDB1抑制剂在体外有效抑制肿瘤细胞增殖并诱导凋亡；动物实验中Mithramycin A显著延缓肿瘤进展，且对正常细胞毒性较低。

结论与意义

本研究首次阐明SETDB1在葡萄膜黑色素瘤中通过调控DNA复制相关基因表达维持基因组稳定性，其缺失引发复制应激介导的衰老程序。靶向SETDB1的药物（如Mithramycin A）在临床前模型中显示出显著抗肿瘤活性，为转移性葡萄膜黑色素瘤提供了基于表观遗传调控的新治疗策略。该研究发表于《Cell Death and Disease》，不仅揭示了SETDB1在肿瘤生物学中的新功能，也为克服当前治疗耐药性提供了潜在突破口。