KMT2D

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Sophia 导读： 越来越多的证据表明，肿瘤免疫与表观遗传调控之间存在很强的关联。组蛋白-赖氨酸 N-甲基转移酶 2 （KMT2） 家族在赖氨酸 4 位点组蛋白 H3 的甲基化中起着至关重要的作用。通过影响染色质结构和 DNA 可及性，这种修饰是肿瘤进展和各种肿瘤免疫耐受的关键调节因子。这些发现强调了KMT2家族在确定对免疫检查点抑制剂（ICI）治疗的反应方面的潜在意义，这值得进一步探索。 近日，山东大学齐鲁医院李涛团队、北京协和医院赵海涛团队、山东第一医科大学附属肿瘤医院刘洁团队联合发表了一篇文章“Mutation status of the KMT2 family associated with immune checkpoint inhibitors (ICIs) therapy and implicating diverse tumor microenvironments”在《Molecular Cancer》上， 他们在分析了四个ICI队列和TCGA泛癌队列后发现，存在组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2（KMT2）突变的患者更容易从ICI治疗中获益（具体表现为总生存期[OS]、无进展生存期[PFS]更长，客观缓解率[ORR]更高）。 https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-023-01930-8 研究背景 01 组蛋白甲基化是一种常见的 DNA 修饰，在基因转录的调控中起着关键作用。这种修饰主要发生在组蛋白 N 末端的赖氨酸残基上，并由称为组蛋白-赖氨酸 N-甲基转移酶 （KMT） 的酶家族催化。组蛋白-赖氨酸 N-甲基转移酶 2 （KMT2） 家族的成员包括几种亚型，包括 KMT2A、KMT2B、KMT2C 和 KMT2D，它们在不同阶段对细胞过程（如增殖、生长、发育和分化）产生显著影响。 新兴研究表明，在各种肿瘤中经常观察到 KMT2 基因的突变或异常表达。这些改变破坏了组蛋白甲基化，导致DNA损伤修复、基因表达和染色体结构失调，最终影响其正常功能。因此，这些异常直接导致基因组不稳定性的积累，增加基因突变和染色体畸变的风险，从而促进肿瘤的发生和进展。此外，肿瘤细胞中的基因组不稳定性增强了肿瘤免疫原性，可能提高对免疫检查点抑制剂（ICI）治疗的敏感性。因此， 人们越来越关注研究KMT2基因在肿瘤免疫治疗中的作用。 然而，目前的研究主要集中在KMT2家族或特定癌症类型的单个基因上，缺乏对整个KMT2家族的全身效应及其对肿瘤免疫微环境的影响的全面研究。因此，使用多个免疫治疗队列和泛癌数据库进行系统分析至关重要，这些数据库可以提供广泛的遗传特征。本研究旨在从免疫治疗效果和肿瘤免疫微环境等多个维度探讨 KMT2 突变肿瘤对 ICI 治疗的反应和内在生物学联系。通过检查多个特征， 本研究旨在为KMT2改变与肿瘤免疫治疗之间的关系提供强有力的证据，为该领域的进步做出贡献。 研究结果 02 在这项研究中，我们整合了 10 种癌症类型的四个接受 ICI 治疗的队列 （n = 2069） 和 The Cancer Genome Atlas 泛癌队列，并进行了全面的临床和生物信息学分析。我们的研究表明， KMT2家族基因突变患者在总生存期（P < 0.001，风险比[HR]=0.733[95%置信区间（CI）：0.632-0.850]）、无进展生存期（P=0.002，HR=0.669 [95%CI：0.518-0.864]）、持久临床获益（P < 0.001,54.1% vs. 32.6%）和客观缓解率（P < 0.001,40.6% vs. 22.0%）方面获益更多。 通过对不同KMT2突变状态的肿瘤微环境的综合分析，我们观察到携带KMT2突变的肿瘤表现出增强的免疫原性，免疫细胞浸润增加，免疫细胞细胞毒性水平更高，表明倾向于“热肿瘤”表型。因此，我们的研究表明 KMT2 突变与对 ICI 治疗的更有利反应之间存在潜在关联，并涉及与 ICI 治疗反应相关的不同肿瘤微环境。 研究结论 03 这项研究表明， KMT2突变患者在OS、PFS、DCB和ORR方面从ICI治疗中获益显著。这些肿瘤被认为是“热肿瘤”，具有可能对ICI治疗更敏感的肿瘤微环境。 因此，KMT2家族突变状态可以作为ICI治疗结果的有效预测因子，指示相关的肿瘤微环境变异并指导个性化治疗策略。 参考资料： https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-023-01930-8 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 上海｜3月01日-02日 ▶第三届长三角单细胞组学技术应用论坛暨空间组学前沿论坛将在上海召开，诚邀您的参与！ 点击对应文字 查看详情

*仅供医学专业人士阅读参考我们知道，肿瘤除了有“良恶”之分，还有“冷热”之分。所谓的“冷”肿瘤，是指在肿瘤微环境中CD8阳性T淋巴细胞等免疫细胞不能有效地浸润肿瘤，以免疫检查点抑制剂（ICI）为代表的免疫治疗通常对其无效；而“热”肿瘤，与之相反，肿瘤微环境中CD8阳性T淋巴细胞等免疫细胞可以有效地浸润肿瘤，对ICI治疗非常敏感。近日，山东大学齐鲁医院李涛团队、北京协和医院赵海涛团队、山东第一医科大学附属肿瘤医院刘杰团队联合发表了一篇文章，他们在分析了四个ICI队列和TCGA泛癌队列后发现，存在组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2（KMT2）突变的患者更容易从ICI治疗中获益（具体表现为总生存期[OS]、无进展生存期[PFS]更长，客观缓解率[ORR]更高）。他们还发现，之所以KMT2突变的患者能从ICI治疗中获益，正是因为KMT2突变的肿瘤微环境整体偏“热”，表现出了更强的免疫原性，肿瘤浸润的免疫细胞更多，免疫细胞毒性更强，更有利于免疫治疗。此外，单因素和多因素分析均显示，KMT2突变情况还可以作为ICI治疗效果的有效预测因子。研究发表在Molecular Cancer上[1]。论文首页截图组蛋白甲基化是一种常见的DNA修饰，在调控染色质结构、基因转录过程中发挥着重要的作用。常见的甲基化主要发生在组蛋白H3、H4的精氨酸和赖氨酸残基上，其添加和去除受KMT2家族成员催化。KMT2家族成员共有6个，其中主要的几个亚型分别为KMT2A、KMT2B、KMT2C和KMT2D。近年来，有研究发现，KMT2突变经常出现在多个癌种中，这些突变破坏了组蛋白甲基化，导致DNA损伤修复和基因表达失调，进一步促进了肿瘤的发生和发展。但也有研究指出，正是这种基因组的不稳定性反而增强了肿瘤的免疫原性，提高了肿瘤对ICI治疗的敏感度。不过这些研究通常局限于单个癌种，KMT2突变对免疫治疗的影响是否存在于多个癌种中还不清楚。在本研究中，研究人员先是在TCGA泛癌队列中对KMT2家族的突变频率进行了分析。结果发现，在各种癌症中，KMT2家族的突变率均很高，其中黑色素瘤最高，突变率超50%。在KMT2家族成员中，突变率最高的是KMT2C和KMT2D（约为10%），其次是KMT2A和KMT2B（约为6%）。这一发现也证实，KMT2突变的确普遍存在于多个癌种中。KMT2突变频率接下来，为了评估KMT2突变是否与患者接受ICI治疗后的疗效有关，研究人员汇总了四个有关ICI治疗的临床队列，共纳入2069例患者，涉及10种癌症类型。根据KMT2突变状态，研究人员将患者分为KMT2-MUT组和KMT2-WT组，另外，研究按照KMT2亚型的不同，进一步将KMT2-MUT组细分为KMT2（A、B、C、D）-MUT组。结果发现，与KMT2-WT组相比，KMT2-MUT组患者有着更高的肿瘤突变负荷（TMB），这也意味着KMT2-MUT组新抗原产生的更多，肿瘤免疫原性更高。临床结果分析显示，KMT2-MUT组在OS（中位：34个月 vs. 16.4个月，P<0.001）、PFS（中位：9.1个月 vs. 3.5个月，P=0.002）、持久临床益处（DCB，54.1% vs. 32.6%，P<0.001）和ORR（40.6% vs. 22.0% P<0.001）上的表现均显著优于KMT2-WT组。在KMT2（A、B、C、D）-MUT组中，研究人员在KMT2（A、B、C、D）-MUT组中也观察到了类似的结果。两组患者的主要临床结果此外，单因素和多因素分析均显示，KMT2突变是接受ICI治疗患者预后的有效预测因子。以上结果也提示，KMT2突变的患者能从ICI治疗中获益。为了进一步观察为什么KMT2突变的患者能从ICI治疗中获益，研究人员对KMT2-MUT组和KMT2-WT组患者肿瘤微环境中免疫细胞浸润水平和免疫细胞数量进行了探讨。结果显示，在免疫浸润方面，通过像DNA甲基化阵列测量的白细胞分数这样的4种评估免疫细胞浸润水平的方法，研究人员发现，与KMT2-WT组相比，KMT2-MUT组肿瘤明显有着更高水平的免疫细胞浸润。4种评估免疫细胞浸润水平的方法在免疫细胞数量上，研究人员同样观察到，KMT2-MUT组患者肿瘤微环境中有着更多的CD8阳性T细胞，一些趋化因子，如CXCL9和CXCL10的表达水平也更高。免疫亚型鉴定出KMT2-MUT肿瘤微环境偏“热”。KMT2-MUT组患者肿瘤微环境变化此外，细胞毒性评估显示，KMT2-MUT肿瘤具有更强的免疫细胞毒性。大多数白细胞、淋巴细胞和免疫活性相关的因子在KMT2-MUT肿瘤中的表达水平也较高。同样，类似的结果在KMT2（A、B、C、D）-MUT组中可以观察到。这也解释了为什么KMT2-MUT患者对ICI治疗更敏感的原因。总之，该研究发现，KMT2突变不仅会让肿瘤微环境偏“热”，有助于ICI治疗，还能在多种癌症中预测ICI治疗的疗效。本文作者认为，这一研究结果的意义在于，肿瘤微环境的变化可以改变免疫治疗的疗效，并最终为个体化治疗策略的开发提供指导建议。参考文献：[1]Wang, DX., Long, JY., Li, RZ. et al. Mutation status of the KMT2 family associated with immune checkpoint inhibitors (ICIs) therapy and implicating diverse tumor microenvironments. Mol Cancer 23, 15 (2024). https://doi.org/10.1186/s12943-023-01930-8.本文作者丨张金旭

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Rainbow 导读： 胰腺导管腺癌（PDAC）是一种高度侵袭性和难治性疾病，5年生存率较低。 11月28日,南京医科大学马长艳、姚兵和南京大学曾科共同通讯在期刊《ADVANCED SCIENCE》上在线发表题为“EBF2 Links KMT2D-Mediated H3K4me1 to Suppress Pancreatic Cancer Progression via Upregulating KLLN”的研究论文， 研究人员筛选出EBF2作为一种新型的H3K4me1结合蛋白，EBF2和KMT2D共同调节H3K4me1，在KLLN上起到强烈的激活作用，并抑制胰腺导管腺癌（PDAC）的进展。H3K4me1组蛋白修饰与KLLN转录之间的相互作用可以被利用来设计PDAC的新型治疗策略。 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202302037 研究背景 01 胰腺导管腺癌（PDAC）是一种高度侵袭性和难治性疾病，5年生存率较低。根据2020年全球癌症统计数据，全球报告了495773例新病例和466003例死亡病例，PDAC在全球的发病率排名第14位，死亡率排名第7位（占所有致癌死亡的4.7%）。PDAC可能由多个因素引起，包括吸烟、糖尿病、肥胖、饮食因素、酗酒、种族、家族史和遗传因素，但其致病机制仍未完全理解。 组蛋白尾部的共价修饰在调节染色质结构和控制转录活性中发挥着基本作用。已经确定组蛋白赖氨酸甲基化是真核基因组表观遗传调控中的一个关键修饰。在这种修饰过程中，组蛋白H3或H4上的赖氨酸残基，如H3K4、H3K9、H3K27和H4K20，会发生单甲基化、双甲基化或三甲基化。新兴证据凸显了组蛋白赖氨酸甲基化受到组蛋白赖氨酸甲基转移酶（KMTs）和去甲基化酶（KDMs）的动态调控。由KMT2D催化并由LSD1去除，H3K4me1在转录控制中是一个重要的表观遗传调节因子。H3K4me1作为一个结合位点，和与基因转录相关的表观遗传调控因子或因素发生相互作用，包括染色质重塑因子、组蛋白乙酰转移酶和转录因子。 EBF2是一种具有基本螺旋环螺旋（bHLH）结构域的转录因子，参与棕色和米色脂肪细胞的分化和功能。全基因组ChIP-seq映射和分析揭示了EBF2优先移动到棕色脂肪特异基因的增强子区域，从而增加RNA聚合酶II和H3K27ac标记在棕色脂肪选择性顺式元件上的占有率。然而，EBF2及其相关分子在胰腺导管腺癌（PDAC）发病机制中的作用尚不清楚。 研究发现 02 本研究发现，早期B细胞因子2（EBF2）是H3K4me1的结合蛋白。通过RNA-seq和ChIP-seq数据的分析，研究人员进一步发现在胰腺导管腺癌（PDAC）细胞中，KMT2D和EBF2在转录因子KLLN的调控下起到重要作用。KMT2D依赖的H3K4me1和EBF2主要位于KLLN基因转录起始位点（TSS）附近。全面的功能实验表明，KMT2D和EBF2通过上调KLLN协同抑制PDAC细胞的增殖、迁移和侵袭。通过使用GSK-LSD1，一种选择性抑制赖氨酸特异性去甲基化酶1（LSD1）的药物，可以通过增加H3K4me1水平来抑制PDAC的进展。 这些发现揭示了PDAC进展的新机制，并为PDAC的治疗提供了潜在的治疗靶点。 EBF2抑制胰腺导管腺癌细胞的增殖和转移 03 为评估PDAC组织中EBF2的表达，研究人员构建了一个包括90对PDAC和相应邻近正常组织样本的组织微阵列（TMA）。经过IHC染色处理后，TMA显示EBF2主要位于正常和PDAC肿瘤细胞的细胞核内。H分数显示，与正常组织相比，PDAC组织中EBF2蛋白水平显著下调。EBF2的表达水平与PDAC患者的肿瘤分期、淋巴结转移和远端转移呈负相关。Kaplan-Meier生存曲线显示，EBF2表达水平较低与较差的生存率显著相关。 为评估EBF2对PDAC细胞生物学行为的影响，研究人员通过puromycin筛选获得稳定表达EBF2 shRNA的SW1990和PANC-1细胞系。通过qPCR和Western blot验证了EBF2在SW1990和PANC-1细胞中的缺失。使用CCK-8、EdU、克隆形成和Transwell实验评估了EBF2对PDAC细胞体外增殖、迁移和侵袭的影响。EBF2缺失的SW1990和PANC-1细胞比对照组细胞表现出更明显的增殖、迁移和侵袭能力。此外，沉默EBF2显著促进了SW1990-luc异种移植瘤的生长。为了检查SW1990细胞在体内的转移行为，研究人员将EBF2缺失的SW1990-luc细胞注入BALB/c小鼠的尾静脉。通过活体成像观察，研究人员发现EBF2缺失促进了小鼠肺部转移病灶的形成。H&E染色显示，注入EBF2缺失SW1990-luc细胞的小鼠肝和肺转移均有所增加。这些数据与EBF2下调与PDAC进展的关联一致。 研究结果 04 综上所述， 研究人员筛选出EBF2作为一种新型的H3K4me1结合蛋白，EBF2和KMT2D共同调节H3K4me1，在KLLN上起到强烈的激活作用，并抑制胰腺导管腺癌（PDAC）的进展。H3K4me1组蛋白修饰与KLLN转录之间的相互作用可以被利用来设计PDAC的新型治疗策略。 参考资料： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202302037 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 北京｜12月19日-20日 ▶第四届单细胞测序技术应用研讨会暨单细胞&空间组学研讨会（日程稍后公布） 点击对应文字 查看详情