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英成

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#肿瘤#

约30-60%的儿童和青少年高级别胶质瘤（high-gradegliomas,HGG）发生H3F3A（编码组蛋白H3.3的基因）突变（详见BioArt报道：CellStemCell背靠背

潜伏在儿童脑中的恶魔——H3.3G34R突变型胶质瘤机制新见解）。对于H3.3G34R/V突变神经胶质瘤来说，H3.3G34R/V突变可抑制H3K36三甲基转移酶SETD2的活性，亦可抑制H3K36赖氨酸脱甲基酶（如KDM4A，KDM4B和KDM4C）以重编程H3K36me3的全局表观修饰。然而，当前尚不清楚如何靶向此类特异表观遗传改变，亟需筛选新型治疗策略。

年10月13日，来自密歇根大学安娜堡分校的SriramVenneti教授研究组在ScienceTranslationalMedicine上发表题为EpigeneticallydefinedtherapeutictargetinginH3.3G34R/Vhigh-gradegliomas的研究论文，基于ChIP-seq及scRNA-seq描绘了H3.3G34R/V突变神经胶质瘤的全局表观组和转录组特征（如启动子低甲基化、H3K27me3重塑等），发现LIF的表观层面活化可激活STAT3以促胶质瘤细胞增殖，并进一步筛选出STAT3的小分子抑制剂WP可作为H3.3G34R/V突变神经胶质瘤的潜在治疗策略。

在这项研究中，研究者系统整合了表观组学和转录组学测序数据，发现LIF的基因表达显著上调，且其Genebody区富集H3K36me3修饰。鉴于H3K36me3修饰与H3K27ac、H3K4me3相关的转录激活密切相关，作者对H3K27ac修饰富集基因进行了GSEA分析，发现其与LIF反应通路密切相关。此外，LIF还和H3F3A表达（H3.3G34R/V突变基因）显著关联。作者进一步发现，H3.3G34R/V突变与LIF启动子低甲基化显著关联，而H3K36me3、H3K27ac和H3K4me3的修饰程度则显著富集。研究者还综合利用了多种公开高通量数据，均表明H3.3G34R/V突变可致特异的表观遗传改变以上调LIF表达。

为了明确LIF激活后下游的信号通路，作者比较了H3.3G34R/V组样本的转录组数据，发现Jak2、Stat3和Pim1显著上调，并在体内模型中观察到了一致的结果。在小鼠和临床样本来源的细胞系模型中，作者发现LIF可通过磷酸化激活STAT3。研究者进一步利用单细胞转录组测序数据，观察到肿瘤细胞表达LIFR(LIF受体)、JAK2和STAT3。这些数据均表明，H3.3G34R/突变可通过改变特定表观修饰以激活LIF/JAK/STAT3轴。

图1.H3.3G34R/V型胶质瘤细胞表现出LIF/JAK/STAT3轴的转录和表观遗传改变

最后，研究者探索了STAT3抑制对胶质瘤细胞的作用。其首先基于CRISPR-Cas9对STAT3敲除后，发现对H3.3G34R/V组细胞产生了诸多表型改变。基于RNA-seq的差异基因分析和通路富集分析表明，STAT3敲除可能改变免疫特征、细胞分化和运动、细胞凋亡、细胞死亡和神经元分化相关的通路活性。作者利用STAT3磷酸化小分子抑制剂Stattic，测试了不同细胞系的响应程度。结果表明，H3.3G34R/V组细胞对Stattic处理的药敏程度更高。作者进一步测试了可口服的STAT3抑制剂WP的治疗潜力，发现WP特异抑制H3.3G34R/V细胞。在小鼠体内实验中，Stattic和WP亦展现出了卓越的治疗潜力。有意义的是，WP可穿过血脑屏障，在临床前动物模型中展现出良好效果。

图2.小鼠体内实验表明，STAT3抑制具有治疗潜力

综上，这项工作揭示了H3.3G34R/V突变神经胶质瘤的表观修饰特征及转录组特征，发现H3.3G34R/V突变可激活LIF/JAK/STAT3轴，并筛选出潜在可穿过血脑屏障的小分子药物（如WP）。值得一提的是，STAT3抑制剂WP的神经系统肿瘤临床试验正在开展（ID：NCTNCT），这项工作进一步阐释了WP可能成为H3.3G34R/V型神经胶质瘤的新型治疗策略。

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