O-GlcNAcylation 修饰 H2AS40：三阴性乳腺癌治疗新希望

为探究三阴性乳腺癌（TNBC）机制，研究人员研究 H2AS40的 O-GlcNAcylation 修饰，发现其促进 TNBC 增殖和侵袭，为治疗提供新方向。

　　

攻克三阴性乳腺癌的新征程：H2A^S40的 O-GlcNAcylation 修饰研究

在癌症的世界里，乳腺癌是女性健康的一大杀手，而三阴性乳腺癌（TNBC）更是其中的 “狠角色”。TNBC 对内分泌治疗和抗 HER2 靶向治疗都有抵抗，预后差、转移率高，就像一个难以攻克的顽固堡垒，让医生和患者都头疼不已。目前，虽然知道 O-GlcNAc 修饰在癌症进程中发挥着作用，但在 TNBC 中，到底是哪些关键的 O-GlcNAc 修饰蛋白在 “兴风作浪”，还不清楚。此前有研究发现，组蛋白 H2A 的丝氨酸 40 位点会发生 O-GlcNAcylation 修饰（H2A^S40Gc），这个位点在 H2A 的球状结构域内，很可能通过改变染色质构象来调控基因表达，成为 TNBC 背后的 “神秘推手”。带着这些疑问，日本冈山理科大学兽医学部遗传学实验室的研究人员 Yoko Uno 和 Koji Hayakawa 开启了探索之旅，相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在此次研究中主要运用了以下几种关键技术方法：一是染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq），用于分析 H2A^S40Gc 在基因组上的结合位点；二是 RNA 测序（RNA-seq），通过对细胞内 RNA 进行测序，找出受 H2A^S40Gc 调控的基因；三是蛋白质印迹法（WB），检测细胞中相关蛋白的表达水平；四是基因本体分析（GO analysis），对差异表达基因进行功能富集分析，探究其参与的生物学过程。研究样本为从美国典型培养物保藏中心（ATCC）购买的多种乳腺癌细胞系，包括管腔型乳腺癌（luminal-type BC）细胞系和 TNBC 细胞系。

接下来看看研究的具体成果：

1. TNBC 细胞中 H2A^S40Gc 水平较高：研究人员用 WB 检测了三种 luminal-type BC 细胞系和四种 TNBC 细胞系中 H2A^S40Gc 的含量，结果令人惊讶，TNBC 细胞中 H2A^S40Gc 水平比 luminal-type BC 细胞高约 8 倍。进一步研究发现，这种高水平与 O-GlcNAc 转移酶（OGT）、O-GlcNAcase MEGA5 的表达，以及编码 H2A 的基因表达都没有关系，这表明可能存在其他未知机制在调控 H2A^S40Gc 水平。
2. H2A^S40Gc 促进 TNBC 细胞增殖相关基因的表达：在 TNBC 细胞系 MDA-MB-231 中，研究人员通过敲低（KD）H2A^S40相关基因，抑制 H2A^S40Gc 的表达。RNA-seq 和基因集富集分析（GSEA）显示，“癌症通路” 相关基因受影响最大。有 17 个属于该通路的基因在 H2A^S40-KD 细胞中显著下调，这些基因在 TNBC 细胞中的表达原本就高于 luminal-type BC 细胞，且与乳腺癌生长相关，说明 H2A^S40Gc 可通过调控这些基因促进细胞增殖。
3. H2A^S40Gc 加速 TNBC 细胞的增殖和侵袭：细胞增殖实验表明，H2A^S40-KD 的 TNBC 细胞增殖能力下降，过表达 H2A^S40可恢复增殖活性，而 H2A^S40A 突变体则不行。GO 分析显示，H2A^S40-KD 细胞中 “细胞迁移的正调控” 相关基因显著富集。侵袭实验也证实，H2A^S40-KD 细胞的侵袭能力降低，过表达 H2A^S40可挽救这一现象，再次证明 H2A^S40Gc 能促进 TNBC 细胞的增殖和侵袭。
4. H2A^S40Gc 靶向 KDM5B：ChIP-seq 数据显示，17 个下调基因并非 H2A^S40Gc 的直接靶点。通过分析，研究人员发现 H2A^S40Gc 与抑制性组蛋白标记 H3K27me³相似，具有抑制基因表达的作用。进一步筛选发现，KDM5B 是 H2A^S40Gc 的直接靶基因，它编码 H3K4 的去甲基化酶。在 TNBC 细胞中，H2A^S40Gc 在 KDM5B 启动子区域富集，抑制其表达。
5. H2A^S40Gc 抑制 TNBC 细胞中 KDM5B 的表达：当 H2A^S40Gc 在 KDM5B 启动子区域水平降低时，KDM5B 的表达和在 17 个下调基因区域的结合增加。同时敲低 H2A^S40和 KDM5B，可恢复 17 个下调基因的表达，以及细胞的增殖和侵袭能力。过表达 KDM5B 则会降低细胞的增殖和侵袭能力，而且 H2A^S40-KD 会使 17 个下调基因位点的 H3K4me³水平下降，这表明 H2A^S40Gc 通过抑制 KDM5B 的表达，提升 H3K4me³水平，促进相关基因表达，进而影响 TNBC 细胞的增殖和侵袭。

综合来看，研究人员发现 H2A^S40Gc 在 TNBC 细胞中高度修饰，它通过富集在 KDM5B 启动子区域，抑制 KDM5B 表达，使 H3K4me³水平升高，从而促进与细胞增殖和迁移相关基因的表达，增强 TNBC 细胞的增殖和侵袭能力。这一发现揭示了 TNBC 发展的新机制，为 TNBC 的治疗提供了潜在的分子靶点。不过目前还存在一些问题，比如虽然明确了 H2A^S40Gc 在 TNBC 中的重要作用，但它的修饰水平是如何被调控的还不清楚，而且研究仅基于细胞系，缺乏患者样本的验证。未来需要进一步探索 H2A^S40Gc 修饰的调控机制，开展更多临床研究，验证其在患者体内的作用，从而推动 TNBC 治疗新策略的开发，为攻克这一难治性癌症带来新的希望。