种系-体细胞协同通过新生类固醇生物合成决定前列腺癌亚型

这篇研究揭示了前列腺癌中种系变异（rs1376350）与体细胞突变（SPOP）的新型协同机制。研究发现7p14.3位点的非编码变异通过增强GLI3表达，与SPOP突变共同稳定GLI3-FL蛋白，激活Hedgehog（Hh）信号通路，进而促进CYP11A1（P450scc）和3βHSD1等类固醇生成酶的表达，驱动肿瘤细胞自主合成孕烯醇酮、 progesterone 和DHT。该发现为SPOP突变型前列腺癌对雄激素剥夺疗法（ADT）的敏感性提供了分子基础，并为联合靶向种系-体细胞互作提供了治疗新策略。

7p14.3位点编辑与表征

通过人类数据驱动分析，研究发现7p14.3位点的一个遗传性非编码多态性调控元件（rs1376350，G>A）与前列腺癌特异性体细胞SPOP基因突变之间存在显著关联（OR=5.54，P=1.22e-08）。该位点位于BMPER上游约500 kb和BBS9下游约250 kb的基因间区，其替代等位基因A可增强位点的增强子活性。利用CRISPR-Cas9技术，研究团队在PC3和LNCaP细胞中构建了系列编辑模型，包括大片段缺失（731 bp）、小片段缺失（50 bp）、结合位点破坏以及单核苷酸编辑（GG、AG和AA基因型）。染色质免疫沉淀（ChIP）和DNA pull-down实验表明，雄激素受体（AR）并不直接结合该变异位点，但组蛋白修饰分析显示，携带A等位基因的克隆中H3K27Ac水平显著升高（P≤0.05），而H3K27me3水平降低（P≤0.001），表明该位点具有增强子特征，且A等位基因可增强其转录活性。

7p14.3位点调控激素代谢基因的表达

转录组分析发现，编辑程度越广泛，差异表达基因（DEG）数量越多。单核苷酸编辑克隆的RNA-seq数据显示，与GG克隆相比，AG和AA克隆分别有642和1,062个基因差异表达（FDR=0.05），包括NT5E、CLDN3和TGFA等基因。这些基因在AG与AA克隆中的表达变化高度一致（Spearman相关系数=0.51，P=2.2e-16），表明rs1376350位点的A等位基因可协调调控转录活性。在人类前列腺癌组织队列中，SPOP突变状态分层分析进一步鉴定出218个与基因型相关的差异表达基因（FDR<0.05），这些基因显著富集于孕激素和激素代谢过程。

7p14.3变异与SPOP突变功能汇聚于Hh通路

多种编辑策略的共同分析表明，GLI3是唯一受7p14.3位点持续调控的基因。该基因位于7p14.1，与变异位点相距8 Mb。RT-qPCR验证显示，在PC3和LNCaP编辑细胞中，A等位基因可增加GLI3 mRNA表达，而缺失编辑则降低其表达。GLI3是SPOP的底物，其全长转录激活形式（GLI3-FL）可被AR激活或SPOP突变所稳定。Western blot分析证实，在LNCaP、22Rv1和PC3-AR细胞中，DHT刺激或SPOP F133V表达均可增加GLI3-FL积累，并上调其下游靶基因GLI1和PTCH1。在单核苷酸编辑的PC3克隆中，SPOP F133V和AR激活对GLI3-FL的稳定作用呈现等位基因依赖性，AG和AA克隆中GLI1和PTCH1表达最高。此外，LNCaP细胞的微缺失实验表明，7p14.3位点缺失可削弱SPOP F133V和AR对GLI3-FL的稳定作用。Smoothened抑制剂cyclopamine处理可逆转GLI3-FL的积累，证实Hh通路的直接参与。

等位基因增强的病理稳定性GLI3-FL促进胆固醇代谢和新生类固醇合成

Hh信号通路激活可诱导类固醇生成酶的表达。研究发现，在PC3细胞中，SPOP F133V表达和DHT刺激可协同诱导CYP11A1（编码P450scc）蛋白表达，而3βHSD1仅在携带A等位基因的AG和AA克隆中检测到。在LNCaP细胞中，7p14.3微缺失可降低P450scc表达，但不影响3βHSD1（因其突变体抗降解）。ELISA检测显示，SPOP F133V和AR激活可增加孕烯醇酮的分泌，但在单核苷酸编辑克隆中，AA克隆反而释放较少孕烯醇酮，提示其可能被快速代谢。LC-MS/MS分析证实，在孕烯醇酮刺激后，AG克隆中 progesterone 积累显著，而AA克隆中 progesterone 被迅速转化为DHEA、A5-diol和DHT。Western blot显示，CYP17A1仅在AA克隆中表达，SRD5A1也受基因型和SPOP突变调控。核质分级实验证实，AA克隆中AR核转位增加，且FKBP5和NKX3.1表达上调，表明细胞内类固醇合成具有生物学功能。

种系-体细胞互作增强细胞适应性促进肿瘤转化

本研究揭示了一种新型的种系-体细胞协同机制：7p14.3位点的A等位基因通过增强GLI3表达，与SPOP突变协同稳定GLI3-FL，激活Hh信号通路，进而上调CYP11A1和3βHSD1等酶的表达，促进胆固醇向 progesterone 和DHT的转化，激活AR和孕激素受体（PR），形成正向反馈环路，增强肿瘤细胞适应性。该机制解释了SPOP突变型前列腺癌对ADT的敏感性，并为靶向类固醇生成通路提供了联合治疗策略。研究强调，种系变异与体细胞事件的交互作用可塑造肿瘤分子亚型，其研究需整合功能基因组学和大队列关联分析，最终为精准防治提供新视角。