SETD1A通过非催化功能调控E2F4-TAF6轴促进胃癌细胞周期进程的分子机制研究

本研究揭示了组蛋白甲基转移酶SETD1A在胃癌(GC)中的非经典功能。研究人员发现SETD1A的非催化结构域FLOS通过调控转录因子E2F4与通用转录因子TAF6的表达，促进G1/S期转换和胃癌细胞增殖。该研究为靶向SETD1A-TAF6信号轴治疗胃癌提供了新思路，具有重要临床转化价值。

　　

胃癌是全球范围内发病率和死亡率均较高的恶性肿瘤，尽管近年来在治疗手段上有所突破，但患者预后仍不理想。表观遗传调控异常在胃癌发生发展中起着关键作用，其中组蛋白H3K4甲基转移酶SETD1A(KMT2F)的异常表达与胃癌不良预后相关。然而，SETD1A在胃癌中的具体作用机制尚不完全清楚，特别是其催化与非催化功能在胃癌细胞周期调控中的相对重要性仍待阐明。

研究人员通过整合TCGA数据库分析、CRISPR基因编辑、转录组测序和染色质免疫共沉淀等技术，系统研究了SETD1A在胃癌中的功能机制。研究使用了来自TCGA数据库的临床样本数据，以及AGS、SNU719和MKN45三种分子亚型胃癌细胞系。

SETD1A是胃癌细胞增殖所必需的

通过分析TCGA数据发现，SETD1A在四种分子亚型胃癌组织中均高表达，且与患者不良预后显著相关。利用诱导型CRISPR-Cas9系统敲除SETD1A后，三种胃癌细胞系的增殖均受到显著抑制，细胞周期阻滞在G1期并伴随凋亡增加。值得注意的是，p53敲除仅能部分挽救SETD1A缺失导致的生长抑制，表明这种效应部分独立于p53通路。

SETD1A的非催化FLOS结构域对胃癌细胞生长至关重要

通过构建系列SETD1A截短突变体进行功能回补实验，发现SETD1A的甲基转移酶活性结构域(SET)对胃癌细胞增殖非必需，而非催化结构域FLOS则是维持细胞生长所必需的。尽管SETD1A敲除显著影响了RNA聚合酶II(RNAP2)的延伸和H3K36三甲基化(H3K36me3)，但全基因组H3K4甲基化水平(H3K4me1/2/3)未发生明显改变，提示SETD1A在胃癌中主要通过非催化功能发挥作用。

SETD1A缺失降低E2F靶基因表达

转录组分析发现SETD1A敲除导致E2F通路靶基因和DNA修复相关基因显著下调。染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)显示，SETD1A与RNAP2共定位于转录起始位点(TSS)，其缺失导致RNAP2在TSS处堆积，同时降低基因体区的Ser2磷酸化(Ser2P)和H3K36me3水平，表明SETD1A主要通过调控转录延伸影响靶基因表达。

TAF6是SETD1A非催化功能的关键下游靶点

通过全基因组CRISPR筛选发现，通用转录因子TAF6是SETD1A调控网络中的关键节点。SETD1A敲除显著降低TAF6表达，而FLOS结构域而非SET结构域的回补可恢复TAF6水平。进一步实验证实TAF6敲除重现了SETD1A缺失的表型，导致G1期阻滞和细胞增殖抑制。过表达TAF6可部分挽救SETD1A敲除导致的生长缺陷，证实TAF6是SETD1A功能的重要效应分子。

E2F4与SETD1A协同调控TAF6表达

临床数据分析显示E2F4表达与SETD1A和TAF6水平高度正相关。机制研究表明E2F4而非E2F1特异性调控TAF6表达，且SETD1A与E2F4共定位于TAF6启动子区，形成转录调控复合物。E2F4在胃癌组织中高表达且与不良预后相关，提示E2F4-SETD1A-TAF6轴在胃癌发生发展中起重要作用。

该研究首次系统阐明了SETD1A在胃癌中的非经典功能机制，发现其通过FLOS结构域与E2F4协同调控TAF6表达，进而促进胃癌细胞周期进程。这一发现不仅拓展了对SETD1A生物学功能的认识，还为开发靶向SETD1A-TAF6轴的新型胃癌治疗策略提供了理论依据。研究结果发表于《Cell Death and Disease》，为表观遗传调控与转录延伸耦合机制研究提供了重要范式。