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Nat Communi:7号染色体缺失白血病的“铁-表观”双刹车:四川大学刘玉/陈崇发现ABCB8和KMT2C协同抑癌

来源:iNature

染色体拷贝数变异是驱动人类恶性肿瘤发生、机制尚未被充分阐明的重要因素。-7/7 号染色体长臂缺失(del (7q))在急性髓系白血病中十分常见,提示患者预后不良,现有观点认为该染色体区段包含多个抑癌基因。本团队前期研究已证实组蛋白甲基转移酶 KMT2C 是位于该区域的抑癌基因。

2026年7月10日,四川大学刘玉、陈崇共同通讯在Nature Communications (IF=18.1)在线发表题为Intracellular iron homeostasis-regulated epigenetic reprogramming contributes to −7/del(7q) leukemia的研究论文。本研究利用造血干祖细胞分化CRISPR筛选体系,发现线粒体铁转运蛋白ABCB8是造血干祖细胞正常分化所必需的分子。

体内实验证实ABCB8缺失会加速白血病发病,同时破坏细胞铁稳态,降低细胞质内可利用铁离子含量,并损伤多种铁依赖酶的功能,其中包括组蛋白去甲基化酶KDM6A。因此,ABCB8缺失会升高H3K27me3修饰水平,以铁离子、KDM6A依赖的方式抑制分化相关基因表达。ABCB8与KMT2C为7q区段上的相邻基因,二者协同调控H3K27me3修饰,共同发挥抑制白血病发生的作用。

综上,本研究证实ABCB8是携带-7/del(7q)突变的急性髓系白血病中的抑癌基因,并揭示两段相邻抑癌基因之间存在表观遗传协同调控作用,该过程由铁离子介导的染色质重塑驱动。

 

体细胞拷贝数变异(CNAs)是恶性肿瘤的标志性特征,其在肿瘤中的发生频率与单核苷酸变异(SNVs)相当。现有研究显示,超过70% 的肿瘤存在CNAs,部分肿瘤甚至检测不到驱动性SNVs。SNVs通常造成单个基因功能获得或功能缺失突变,与之不同,CNAs常引发大片染色体区段乃至整条等位基因的扩增或缺失,典型包括17 号染色体短臂缺失、7号染色体单体型、7号染色体长臂缺失等。

此类变异可造成数百个基因同步缺失或扩增,携带该类染色体CNAs 的肿瘤往往侵袭性更强、易发生药物耐药,且临床预后较差。因此,阐明CNAs 驱动肿瘤发生、进展的分子机制,对肿瘤基础研究与治疗手段开发具有关键意义。

多个课题组研究证实,高频缺失染色体区段富集抑癌基因(TSGs)以人类肿瘤最常发生缺失的区段之一17 号染色体短臂为例,该区域包含经典抑癌基因 TP53,近期又在该区段鉴定出EIF5A、PHF23、ALOX15B等多个 TSGs。

上述研究不仅揭示17p 缺失促肿瘤发生机制的复杂性,还阐明肿瘤内部多条抑癌调控网络,包括多胺-羟腐胺信号轴、PHF23-SIN3-HDAC表观遗传调控通路、花生四烯酸代谢重编程通路。位于染色体缺失区段内的TSGs 在肿瘤中往往突变发生率极低。

此外,部分TSGs仅在mRNA 表达量减半时即可诱发肿瘤,提示剩余野生型等位基因对肿瘤细胞存活增殖不可或缺。染色体缺失会同步改变数百个基因的拷贝数,这些基因共同作用对肿瘤生物学行为的整体影响仍缺乏系统研究。深入解析相关机制,有助于完善对肿瘤进展的认知,并挖掘潜在治疗靶点。

本研究首次证实 ABCB8 是定位于 7q36 的抑癌基因。与 KMT2C 作用模式类似,ABCB8 缺失会抑制造血干祖细胞(HPSCs)分化,并在小鼠模型中促进 AML 发病。7 号染色体整条缺失或 7q 缺失在骨髓增生异常综合征(MDS)与 AML 中十分常见,且通常提示预后不佳。

ABCB8 编码 ATP 结合盒 B 亚家族 8 蛋白,参与线粒体铁离子转运。机制层面,ABCB8 的抑癌功能与表观遗传重编程相关,该作用大概率通过调控铁结合型组蛋白去甲基化酶 KDM6A 实现,最终升高关键表观修饰标记——组蛋白 H3 第 27 位赖氨酸三甲基化(H3K27me3)水平。

本研究发现由 ABCB8-KDM6A 信号轴介导的铁 - 表观遗传调控环路,证实其在肿瘤生物学中发挥核心作用。

参考消息:https://doi.org/10.1038/s41467-026-75292-2