撰文 | Qi
尤文赘瘤（Ewing sarcoma）是一种多发于儿童和青少年的恶性水平较高的骨血瘤，已知此中焦点粘附素亚单元STAG2重复突变，但其生物学作用尚不清晰。STAG2是由SMC1A、SMC3和RAD21构成的黏连卵白复合体的一员，在细胞破裂历程中，该复合体在调治姐妹染色单体分列中发挥紧张作用。在癌症中初次发觉STAG2功效缺失突变时，研究以为该变乱会导致粘卵白功效停滞和染色体分散不妥，导致非整倍体的显现【1】。然而，随后的研究又评释，STAG2突变与造血体系恶性肿瘤、尤因赘瘤或膀胱癌中的非整倍体并没有明显相干性【2, 3】。
别的，黏连卵白复合体在染色质调控基因表达中也起着要害作用，黏连卵白在细胞破裂时期维持转录因子联合位点处的染色质可及性，并促进形成加强子-启动子相互作用等【4】。据此，可以假设STAG2的缺失转变了黏连卵白的功效，从而导致了尤文赘瘤赘瘤基因调控的转变。不但云云，研究还发觉STAG2突变的尤文赘瘤患者的转移率较高，预后较差【3】，那么是否可以假设与STAG2缺失相干的基因表达转变与转移潜能增添相干呢？
克日，来自美国波士顿儿童癌症和血液疾病中间的Kimberly Stegmaier团队和Brian D. Crompton团队在Cancer Cell杂志上互助颁发了一篇题为 STAG2 loss rewires oncogenic and developmental programs to promote metastasis in Ewing sarcoma 的文章，这项研究证明白STAG2的缺失可以转变黏连卵白复合物的漫衍，并导致尤文赘瘤中顺式染色质相互作用的重编程。STAG2缺失削弱EWS/FLI1驱动的致癌步伐并粉碎PRC2调治的发育历程，以加强尤文赘瘤细胞的转移潜能，促进其侵袭性表型。
为了验证上面的假设，作者确认了有无STAG2时粘卵白复合物的全基因组漫衍和相对品貌，在A673细胞中利用针对STAG2、STAG1和SMC1A的抗体举行ChIP-seq阐发，此中，STAG1的全基因组联合在STAG2 KO细胞中明显增添，SMC1程度也有升高趋向。别的，STAG2的缺失低落了EWS/FLI1的全基因组联合，尤其是H3K27ac标志地区，但并不影响该融合致癌卵白自己的表达程度。
为了评估STAG2的缺失怎样影响整个基因组中的黏连卵白介导的顺式染色质相互作用，作者通过SMC1A HiChIP对STAG2-KO-A673细胞和对比组举行了全局染色质构象阐发。在前十个富集基序中，基序富集阐发确定了显性致癌融合转录因子EWS/FLI1以及ETS家属成员ETS1和ERG的同等联合序列，作者进一步通过ChIP-seq绘制EWS/FLI1的全基因组联合模式，证明STAG2的缺失明显地转变了顺式染色质的相互作用，而且大概部门地重新编程EWS/FLI1驱动的致癌步伐。
鉴于作者观看到的加强子-启动子相互作用频率的明显改变以及它们在调治基因表达中的紧张功效作用，作者推测STAG2的缺失将对转录输生产生紧张影响。为了验证这个想法，作者在两个独立的敲除STAG2的尤文赘瘤细胞系中举行了RNA-seq阐发，两种细胞系表现出高度同等的转录改变。综合上述Hi-ChIP效果，作者以为，黏连卵白复合物锚定了基因启动子周边的要害染色质环，而STAG2的丢失会粉碎这些布局，从而对大概驱动肿瘤产生的遗传步伐孕育发生同等和稳健的影响。别的，作者通过MSigDB库更深入的阐发STAG2缺失导致的转录改变发觉，PRC2所介导的基因表达调控也受到粉碎，随后完成的GO阐发表现在前50个特性中，有三个功效种别明显富厚，提示细胞迁徙和侵袭举动的转变。
依据上述效果，作者使用斑马鱼模子来确定STAG2缺失是否影响了尤文赘瘤细胞的迁徙潜能。有味的是，作者将野生型和STAG2缺失型细胞注射到斑马鱼幼崽后脑后，通过荧光标志发觉STAG2缺失型细胞的迁徙本领显着加强。为了进一步验证想法，作者将有无STAG2的尤文赘瘤细胞移植到免疫功效低落的NSG小鼠体内，发觉缺失型无论在原发部位照旧向远端器官的转移成效都显着强于对比组。
最终，为了确认STAG2转移举动的卑鄙要害介质，作者重点研究了STAG2缺失后诱导的基因，与对比组相比，两种神经发育转录因子POU3F2和NR2F1在STAG2缺失细胞中连续上调，两种转录因子都被证明与多种肿瘤的转移侵袭特性相干【5, 6】。与此同等的是，作者发觉两个基因启动子周边H3K27me3的明显缺失以及STAG2细胞中活性转录标志的H3K27ac显着增添。作者进一步在STAG2缺失的配景下分别孕育发生了POU3F2和NR2F1缺失细胞，相对付NR2F1 KO细胞而言，POU3F2 KO细胞表现出更少的内脏器官浸润，提示POU3F2重要卖力尤文赘瘤细胞转移潜能的加强。
总的来说，这项研究通过遍及的表观遗传、转录组以及染色质互作阐发，证明白STAG2在尤文赘瘤转移侵袭中的奇特功效。必要细致的是，先前猜测STAG2的缺失会增强EWS/FL1的致癌步伐，但令人惊奇的是，这项研究表现出相反的效果，其缺失反而会按捺EWS/FL1调控基因的一个子集。别的，黏连卵白复合物在细胞中还在诸如DNA伤害和修复、免疫信号和端粒维持等历程中发挥作用，也大概在STAG2突变或缺失的配景下产生转变，也是在将来值得探究的题目。
原文链接：
http://doi.org/10.1016/j.ccell.2021.05.007
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